JP2020049998A - 車両ドア構造 - Google Patents

Abstract

【課題】ヒンジピッチが十分に確保できない場合でも、コストアップを抑えつつ、ドアの変形を効果的に防止できる車両ドア構造を提供する。【解決手段】車両に設けられ、略鉛直な面内で揺動して開閉するドア１０は、前記ドア１０の前後方向一端において、上下方向に間隔を開けて設けられた上側ヒンジ４２および下側ヒンジ４４と、前記ドア１０を構成するドアアウタパネルおよびドアインナパネルの間に配され、車両前後方向に長尺なインパクトビーム３０と、前記インパクトビーム３０の一端部と前記インナパネルの一端部とを連結する前部エクステンション３２と、を備え、前記下側ヒンジ４４は、ピラーに取り付けられた固定部と、前記ドアインナパネルの一端部に取り付けられるとともに前記固定部に対して可動の可動部と、を有し、前記下側ヒンジ４４の可動部は、前記前部エクステンション３２と上方方向範囲が少なくとも部分的にラップする位置に設けられている。【選択図】図１

Description

本明細書は、車両に設けられ、上下一対のヒンジにより開閉されるドアの構造を開示する。

車両の側部には、上下一対のヒンジにより開閉するドアが設けられていることが多い。こうしたドアは、通常、ヒンジを介して保持される。側部のドアは、その上半分が窓となっているため、ヒンジは、この窓より下側に設けられる。また、ドアを安定して保持するために、通常、ヒンジは、上下に一つずつ、合計二つ設けられることが多い。

例えば、特許文献１には、車両のドアの下端近傍と、窓のすぐ下側と、の二箇所にヒンジを設けたドア構造が開示されている。このように、二つのヒンジを、上下に間隔を開けて配置することで、一つのヒンジにかかる負荷を軽減できる。

特開２０１７−１４９３６９号公報

ところで、ヒンジは、車両のピラーに取り付けられる固定部と、ドアに取り付けられる可動部と、に大別される。このヒンジの可動部とドアとの締結箇所には、ドアの自重による負荷がかかる。この負荷を受けて、ドアの一部が変形すると、ドアの自由端が下方に下がる、いわゆる「戸下がり」が生じる。こうした戸下がりが生じると、ドアの気密性が低下したり、ドアの一部が他部材と干渉したりするなど、種々の問題が生じる。

ここで、こうしたドアの変形を防止するためには、二つのヒンジの間隔（ヒンジピッチ）を大きくしたり、ドアのうちヒンジ可動部が締結される箇所周辺の強度を向上したりすればよい。しかし、ドアのデザインなどによっては、ヒンジピッチを大きくすることが難しい場合があった。また、ドアの強度を向上するために、可動部の締結部周辺に専用の補強部材を設けることも考えられるが、こうした専用部材を設けることは、コストアップや重量増加という別の問題を招く。

そこで、本明細書では、ヒンジピッチが十分に確保できない場合でも、コストアップを抑えつつ、ドアの変形を効果的に防止できる車両ドア構造を開示する。

本明細書で開示する車両ドア構造は、車両に設けられ、上下一対のヒンジにより開閉するドアの構造であって、前記ドアの前後方向一端において、上下方向に間隔を開けて設けられた上側ヒンジおよび下側ヒンジと、前記ドアを構成するドアアウタパネルおよびドアインナパネルの間に配され、車両前後方向に長尺なインパクトビームと、前記インパクトビームの一端部と前記インナパネルの一端部とを連結するエクステンションと、を備え、前記下側ヒンジは、ピラーに取り付けられた固定部と、前記ドアインナパネルの一端部に取り付けられるとともに前記固定部に対して可動の可動部と、を有し、前記下側ヒンジの可動部は、前記エクステンションと上方方向範囲が少なくとも部分的にラップする位置に設けられている、ことを特徴とする。

かかる構成とすることで、ドアインナパネルのうち、下側ヒンジの可動部の取付箇所周辺には、エクステンションが連結されることになる。エクステンションは、通常、鋼等の高強度材料で構成されるため、かかるエクステンションの近傍に可動部を取り付けることで、当該可動部の取付箇所周辺の強度が向上する。そして、これにより、ヒンジピッチが十分に確保できない場合でも、コストアップを抑えつつ、ドアインナパネル、ひいては、ドアの変形を効果的に防止できる。

また、前記ドアのうち、前記インパクトビームの上側および下側の双方に窓が設けられており、前記下側ヒンジは、前記下側の窓より上方に設けられていてもよい。

インパクトビームの上側だけでなく、下側にも窓を設けることで、乗員足元の視認性や、車両の意匠性を向上できる。また、本例では、ヒンジピッチを小さくしても、ドアインナパネルの変形を防止できるため、下側ヒンジを、下側の窓より上方に設けることができる。

また、前記ドアインナパネルには、前記エクステンションの取付箇所および可動部の取付箇所の双方を含む範囲に跨る単一の補強プレートが固着されていてもよい。

かかる補強プレートを設けることで、ドアインナパネルの変形をより効果的に防止できる。

本明細書で開示する車両ドア構造によれば、ヒンジピッチが十分に確保できない場合でも、コストアップを抑えつつ、ドアの変形を効果的に防止できる。

車両後部ドアを車幅方向外側からみた図である。 図１のＡ−Ａ端面図である。 図１のＢ−Ｂ端面図である。 前部エクステンション周辺の分解斜視図である。

以下、図面を参照して車両の側部ドア１０の構造について説明する。図１は、車両の側部に設けられるドア１０を車両側方からみた図である。また、図２は、図１のＡ−Ａ端面図であり、図３は、図２のＢ−Ｂ端面図である。さらに、図４は、前部エクステンション３２周辺の分解斜視図である。なお、以下の図面において、「Ｆｒ」、「Ｕｐ」、「Ｏｕｔ」は、それぞれ車両の前方、上方、および、車幅方向外側を指す。

車両の側部にサイドアウタパネル６４（図１では図示せず、図３参照）が設けられており、このサイドアウタパネル６４には、乗員が乗降するための前部開口および後部開口が前後に並んで形成されている。また、サイドアウタパネル６４の内側において、前部開口および後部開口は、車両の骨格部材であるピラー６０（図１では図示せず、図２、図３参照）、レールおよびロッカ（図示せず）で取り囲まれている。

図１に示すドア１０は、後部開口を開閉自在に覆う後部側部ドアである。このドア１０は、図１に示す通り、ドア１０の上部と下部それぞれに、窓１２，１８を有している。すなわち、ドア１０の上側には、比較的、大きな上側窓１２が設けられている。この上側窓１２は、窓用開口１４と、当該窓用開口１４内を昇降する窓ガラス１６と、で構成される。また、ドア１０の下端近傍かつ前端近傍には、略逆三角形状の下側窓１８が設けられている。この下側窓１８は、窓用開口２０と、当該窓用開口２０に嵌め殺しされる窓ガラス２２と、で構成されている。かかる下側窓１８を設けることで、乗員足元の視認性が向上する。また、上側窓１２に加え、さらに、下側窓１８を設けることで、車両の開放感が向上し、車両の意匠性や車室内の居住性を向上できる。

次に、こうしたドア１０の構造、特に、ヒンジの取付構造について説明する。ドア１０は、図２、図３に示すように、車幅方向外側に配されたドアアウタパネル２４と、車幅方向内側に配されたドアインナパネル２６と、を有している。本例において、ドアインナパネル２６は、車幅方向外側に開口した略ハット状の断面を有している。そして、ドアアウタパネル２４およびドアインナパネル２６それぞれの前後方向両端を接合することで、両パネル２４，２６の間に閉断面が形成される。ただし、当然ながら、ドアアウタパネル２４およびドアインナパネル２６のうち、窓用開口１４，２０に対応する箇所には、貫通孔が形成されている。

また、ドアインナパネル２６より車幅方向内側には、車室内の意匠面を構成するドアトリム２８が設けられている。ドアトリム２８は、樹脂等で構成される意匠パネルである。このドアトリム２８には、ドアポケットや、ドア内側ハンドルなどが形成される。また、当然ながら、ドアトリム２８のうち窓用開口１４，２０に対応する箇所にも、貫通孔が形成されている。

ドアアウタパネル２４およびドアインナパネル２６の間の閉断面内には、車両前後方向に長尺なインパクトビーム３０が配されている。インパクトビーム３０は、車両が側面衝突した際の衝撃から乗員を保護するため、ドア１０内部に設けられた梁材である。このインパクトビーム３０は、例えば、断面円形のパイプ部材で、比較的高強度の材料、例えば、鋼等からなる。本例においてインパクトビーム３０は、ドア１０の後端近傍からドア１０の前端近傍に延びるもので、車両前方に進むにつれて上方に進むように、前上がりに傾斜している。上述した下側窓１８は、このインパクトビーム３０のすぐ下側に配されている。

インパクトビーム３０の軸方向両端は、エクステンション３２，４０を介してドアインナパネル２６に連結されている。具体的には、インパクトビーム３０の軸方向前端は、前部エクステンション３２を介してドアインナパネル２６に連結されている。前部エクステンション３２は、鋼材等からなるブラケット部材である。この前部エクステンション３２は、図４に示すように、インパクトビーム３０が接合される第一接合部３４と、ドアインナパネル２６に接合される第二接合部３６と、を有している。第一接合部３４には、パイプ状のインパクトビーム３０が嵌めこまれる断面半円状の凹部３５が形成されている。この凹部３５に、インパクトビーム３０が車幅方向外側から嵌め込まれ、溶接等により接合される。第二接合部３６は、第一接合部３４の車両前後方向反対側に設けられており、第二接合部３６は、第一接合部３４より車幅方向外側にせり出している。この第二接合部３６は、ドアインナパネル２６に溶接等により接合される。

ここで、既述したとおり、また、図２に示す通り、ドアインナパネル２６は、車幅方向外側に開口した略ハット状の断面を有している。換言すれば、ドアインナパネル２６は、ハット形の天面に対応する主部２６ａと、ハット形の鍔に対応する鍔部２６ｃと、主部２６ａおよび鍔部２６ｃを接続する接続部２６ｂと、を有している。前部エクステンション３２の第二接合部３６は、図２、図４に示すように、このドアインナパネル２６の鍔部２６ｃに接合されている。ただし、前部エクスパンションの第二接合部３６と、ドアインナパネル２６の鍔部２６ｃとの間には、補強プレート２７が介在している。補強プレート２７は、ドアインナパネル２６を補強するために設けられるプレート材で、例えば、鋼材等からなる。この補強プレート２７は、鍔部２６ｃから接続部２６ｂにかけて延びる断面略Ｌ字状となっている。本例では、車幅方向外側から順に、第二接合部３６、補強プレート２７、鍔部２６ｃを、厚み方向に重ねた状態で、これらが溶接等により接合されている。

図４におけるバツ印は、ドアインナパネル２６、補強プレート２７、前部エクスパンションのスポット溶接箇所を示している。図４に示すように、これらのスポット溶接は、上下方向に間隔を開けて複数個所で行なわれている。以下では、この前部エクステンション３２をドアインナパネル２６に接合するための複数の溶接箇所のうち、最上方の溶接箇所から最下方の溶接箇所までの高さ範囲を「エクステンション接合範囲Ｅｃ」と呼ぶ。

インパクトビーム３０の軸方向後端は、後部エクステンション４０を介してドアインナパネル２６に連結されている。後部エクステンション４０も、鋼材等からなるブラケット部材である。この後部エクステンション４０の構成は、公知の技術を用いることができるため、ここでの詳説は省略する。

ドア１０の前端は、上側ヒンジ４２（図１参照）および下側ヒンジ４４を介して、ピラー６０に連結されている。上側ヒンジ４２および下側ヒンジ４４は、ほぼ同様であるため、以下では、下側ヒンジ４４の構造を、図３を参照して説明する。下側ヒンジ４４は、ピラー６０に固定される固定部４６と、ドア１０に固定される可動部５１と、に大別される。固定部４６は、ピラー６０の車幅方向外側端面から延びる固定側ブラケット４８と当該固定側ブラケット４８に取り付けられたヒンジピン５０と、を有している。固定側ブラケット４８は、例えば、ピラーアウタパネル６２に螺合締結される。固定側ブラケット４８の先端には、略鉛直方向に延びるヒンジピン５０が取り付けられている。

可動部５１は、可動側ブラケット５２と挟持プレート５４と、を有している。可動側ブラケット５２は、ドアインナパネル２６の鍔部２６ｃから車両前方に延びるブラケットである。この可動側ブラケット５２の先端には、上述したヒンジピン５０が挿通されており、可動側ブラケット５２は、当該ヒンジピン５０を中心として回転できる。また、可動側ブラケット５２の基端には、締結ボルト５６が挿通される貫通孔（締結孔）が形成されている。

挟持プレート５４は、鍔部２６ｃを挟んで、この可動側ブラケット５２の反対側に配されている。鍔部２６ｃおよび挟持プレート５４のうち、可動側ブラケット５２の締結孔と対応する位置には、締結ボルト５６が挿通される貫通孔（締結孔）が形成されている。挟持プレート５４の裏面には、締結ボルト５６と螺合するウェルドナット５８が、この締結孔と同心に溶接等により固着されている。このウェルドナット５８に締結ボルト５６が螺合されることで、可動側ブラケット５２が、ドア１０に連結される。そして、これにより、ドア１０が、可動側ブラケット５２とともに、ヒンジピン５０を中心として揺動できる。なお、後に詳説するように、本例において、下側ヒンジ４４の挟持プレート５４と、ドア１０インナプレートの間には、補強プレート２７が介在している。

以上のようなヒンジ４２，４４は、通常、上下方向に間隔を開けて二つ設けられる。この二つのヒンジ４２，４４の上下方向の間隔、すなわち、ヒンジピッチＰは、可能な限り大きくすることが望ましい。これは、下側ヒンジ４４にかかる負荷を軽減し、ひいては、ドアインナパネル２６の変形を抑制するためである。すなわち、ヒンジピッチＰが小さくなると、その分、ドア１０には、車両前後方向後端が下方に下がるように、ドア１０が回転しようとする。図１における矢印Ｆは、このドア１０を回転させようとする力の向きを示している。この回転力Ｆは、ヒンジピッチＰが小さいほど大きくなる。そして、ヒンジ、特に、下側ヒンジ４４の可動部５１周辺には、この回転力Ｆに抗する反力が発生する。そして、この反力が過大になると、下側ヒンジ４４の可動部５１が締結されるドアインナパネル２６が変形し、ドア１０全体が、後下がりに下がった、いわゆる「戸下がり」が発生するおそれがあった。戸下がりが生じると、ドア１０の気密性が低下したり、ドア１０の一部が他部材に干渉したり、種々の不具合を招く。

そこで、本来であれば、ヒンジピッチＰは、極力大きくすることが望まれる。そのため、従来、上側ヒンジ４２は、上側窓１２のすぐ下側に、下側ヒンジ４４は、ドア１０の下端近傍に設けられることが多かった。しかし、本例では、上述したように、ドア１０の下端近傍に下側窓１８を設けている。この場合、下側ヒンジ４４は、当該下側窓１８を避けて、当該下側窓１８より上方に設けなければならない。この場合、ヒンジピッチＰを大きくとれず、下側ヒンジ４４の締結箇所周辺にかかる負荷が大きいという問題があった。

ここで、下側ヒンジ４４の締結箇所周辺にかかる負荷が大きくても、ドアインナパネル２６が十分な強度を有していれば、当該ドアインナパネル２６の変形は防止でき、上述した戸下がりを防止できる。そこで、下側ヒンジ４４の締結箇所周辺のドアインナパネル２６を補強するために、専用の補強部材を設けることが考えられる。しかし、こうした専用部材を設けることは、その分、コストの増加や部品点数の増加、重量の増加といった別の問題を招く。

そこで、本例では、下側ヒンジ４４の可動部５１を、その高さ範囲が前部エクステンション３２と少なくとも一部ラップする高さに設置している。かかる構成とすることで、ドアインナパネル２６のうち下側ヒンジ４４の可動部５１の締結箇所周辺が、前部エクステンション３２や補強プレート２７で補強されることになる。すなわち、上述したとおり、前部エクステンション３２は、鋼等の比較的硬くて強度の高い材料で構成される。ドアインナパネル２６のうち、かかる前部エクステンション３２が接合された周辺は、当該前部エクステンション３２で補強されるため、変形しにくくなる。この変形しにくい箇所に、下側ヒンジ４４の可動部５１を取り付けることで、可動部５１から反力を受けても前部エクステンション３２が変形しにくくなる。

また、既述したとおり、この前部エクステンション３２の接合部周辺を補強するために、前部エクステンション３２とドアインナパネル２６との間には、補強プレート２７が介在している。本例では、この補強プレート２７を、ドアインナパネル２６の鍔部２６ｃから接続部２６ｂにかけて延びる略Ｌ字形状とし、当該補強プレート２７を、ドアインナパネル２６と挟持プレート５４の間にも介在させている。換言すれば、本例では、ドアインナパネル２６のうち、前部エクステンション３２の取付箇所および可動部５１の取付箇所の双方を含む範囲に跨る単一の補強プレート２７を設けている。これにより、ドアインナパネル２６のうち、下側ヒンジ４４の可動部５１の締結箇所周辺がより強固に補強され、ドアインナパネル２６の変形がより効果的に防止できる。また、補強プレート２７は、もともと、前部エクステンション３２の周辺の補強に用いられているものを共用しているため、部品点数やコストの増加を抑えつつ、可動部５１周辺を補強できる。

なお、これまで説明した構成は一例であり、下側ヒンジ４４の可動部５１（可動側ブラケット５２および挟持プレート５４）を、前部エクステンション３２と上方方向範囲が少なくとも部分的にラップする位置に設けるのであれば、その他の構成は、適宜、変更されてもよい。なお、ドアインナパネル２６のうち、下側ヒンジ４４からの反力を最も受けやすいのは、締結孔周辺であり、この締結孔周辺が補強されることが望ましい。また、前部エクステンション３２による補強効果が得られやすいのは、当該前部エクステンション３２の第二接合部３６のうちドアインナパネル２６に接合される高さ範囲（エクステンション接合範囲Ｅｃ）である。したがって、下側ヒンジ４４の可動部５１の締結孔が、この前部エクステンション３２の接合範囲Ｅｃ内に位置することが特に望ましい。

また、上述の説明では、補強プレート２７を設けているが、十分な強度が得られるのであれば、こうした補強プレート２７は、省略されてもよい。また、本例では、ドア１０の下部に下側窓１８を設けているが、かかる下側窓１８は無くてもよい。さらに、これまでは、後部側部ドアを例に挙げて説明したが、本例の技術は、前部側部ドアに適用されてもよい。また、これまでは、座席が前後に二列並んだ車両を例に挙げて説明したが、本明細書に開示の技術は、他の車両、例えば、側部ドアが左右に一つずつ設けられたクーペ型の車両や、運転席と荷室とが分離しているトラック等にも適用できる。

１０ ドア、１２ 上側窓、１４，２０ 窓用開口、１６，２２ 窓ガラス、１８ 下側窓、２４ ドアアウタパネル、２６ ドアインナパネル、２７ 補強プレート、２８ ドアトリム、３０ インパクトビーム、３２ 前部エクステンション、３４ 第一接合部、３５ 凹部、３６ 第二接合部、４０ 後部エクステンション、４２ 上側ヒンジ、４４ 下側ヒンジ、４６ 固定部、４８ 固定側ブラケット、５０ ヒンジピン、５１ 可動部、５２ 可動側ブラケット、５４ 挟持プレート、５６ 締結ボルト、５８ ウェルドナット、６０ ピラー、６２ ピラーアウタパネル、６４ サイドアウタパネル。

Claims (1)

1. 車両に設けられ、略鉛直な面内で揺動して開閉するドアの構造であって、
   前記ドアの前後方向一端において、上下方向に間隔を開けて設けられた上側ヒンジおよび下側ヒンジと、
   前記ドアを構成するドアアウタパネルおよびドアインナパネルの間に配され、車両前後方向に長尺なインパクトビームと、
   前記インパクトビームの一端部と前記ドアインナパネルの一端部とを連結するエクステンションと、
   を備え、
   前記下側ヒンジは、ピラーに取り付けられた固定部と、前記ドアインナパネルの一端部に取り付けられるとともに前記固定部に対して可動の可動部と、を有し、
   前記下側ヒンジの可動部は、前記エクステンションと上方方向範囲が少なくとも部分的にラップする位置に設けられている、
   ことを特徴とする車両ドア構造。
   

Images