JP2022155887A - ドアビーム構造 - Google Patents

Abstract

【課題】ドアビームに対して入力された側突荷重を車体フレーム側に効率的に伝達することが可能なドアビーム構造を提供すること。【解決手段】サイドドア１２に対し、車両前後方向に延びるように設けられたドアビーム３２は、車幅方向外側に膨らむ湾曲形状をしており、ドアビーム３２の軸方向に沿った端部に向かうにつれてドアスキン３０から車幅方向内側に離間している。また、センタピラと反対側のドアビーム３２の車両前方端部３４には、クラッシュボックス３６が設けられている。【選択図】図２

Description

本発明は、例えば、自動車等の車両のサイドドアに対し、車両前後方向に延びるように設けられたドアビーム構造に関する。

例えば、特許文献１には、ドアビームの一端部に、センタピラ側に向かって突出する突出部を設けるドアビーム構造が開示されている。

特許文献１では、この突出部を設けることで、側突時にセンタピラの下部を車室方向に折れ曲がるようにしている。

特開２０１４－２０１１７１号公報

しかしながら、特許文献１に開示されたドアビームでドアビーム車幅方向の側突荷重を受けた場合、車幅方向の側突荷重をそのままセンタピラに伝達しているため、ドアビームの中央部における荷重吸収特性が低下することが懸念される。

本発明は、前記の点に鑑みてなされたものであり、ドアビームに対して入力された側突荷重を車体フレーム側に効率的に伝達することが可能なドアビーム構造を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明は、サイドドアに対し、車両前後方向に延びるように設けられたドアビームの構造であって、前記ドアビームは、車幅方向外側に膨らむ湾曲形状をしており、前記ドアビームの軸方向に沿った端部に向かうにつれてドアスキンから車幅方向内側に離間していることを特徴とする。

本発明では、ドアビームに対して入力された側突荷重を車体フレーム側に効率的に伝達することが可能なドアビーム構造を得ることができる。

本発明の実施形態に係るドアビーム構造が適用された車両の車体側部の一部仮想側面図である。 図１に示すドアビームの平面図である。 図２に示すドアビームの車両前方端部の一部破断拡大斜視図である。 図２に示すドアビームの車両前方端部の一部破断拡大斜視図である。 フロントドアに配置されたドアビームの車両後方端部及びリヤドアに配置されたドアビームの車両前方端部を示す一部破断拡大斜視図である。 センタピラの下部の末広がり部を示す一部仮想斜視図である。 図１のＶＩＩ－ＶＩＩ線に沿った端面図である。 第１変形例に係るドアビーム構造を示す拡大斜視図である。 第２変形例に係るドアビーム構造を示す一部仮想側面図である。 第３変形例に係るドアビーム構造を示す拡大斜視図である。 第４変形例に係るドアビーム構造を示す拡大斜視図である。

次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において、「前後」は、車両前後方向、「左右」は、車幅方向（左右方向）、「上下」は、車両上下方向（鉛直上下方向）を、それぞれ示している。

図１に示されるように、本発明の実施形態に係るドアビーム構造が適用された車両は、車体側部１０に設けられたサイドドア１２と、センタピラ１４とを備えて構成されている。サイドドア１２は、フロントドア１３ａと、リヤドア１３ｂとによって構成されている。なお、本実施形態では、サイドドア１２を、主としてフロントドア１３ａを例にして以下説明するが、適宜、リヤドア１３ｂについても説明する。

図１に示されるように、車体側部１０には、車両前方に位置するフロントピラ１６及びフロントピラロア１８と、車両中央部に位置するセンタピラ１４と、車両後方に位置する図示しないリヤピラとがそれぞれ略上下方向に向けて配置されている。また、車体側部１０の上部には、ルーフサイドレール２０が配置されていると共に、車体側部１０の下部には、サイドシル２２がそれぞれ車両前後方向に沿って配置されている。なお、車体側部１０は、左右対称形状に構成されているため、左側側部を詳細に説明し、右側側部の説明を省略する。

車体側部１０には、サイドドア１２が開閉可能に装着されるドア開口部が設けられている。このドア開口部は、フロントドア開口部２４ａと、リヤドア開口部２４ｂとを有する。フロントドア開口部２４ａは、フロントピラ１６と、フロントピラロア１８と、ルーフサイドレール２０と、センタピラ１４と、サイドシル２２とによって略四角形に構成されている。リヤドア開口部２４ｂは、センタピラ１４と、ルーフサイドレール２０と、図示しないリヤピラと、サイドシル２２とによって略四角形に構成されている。

図５及び図６に示されるように、センタピラ１４は、車幅方向外側に配置されるセンタピラアウタ１４ａと、車幅方向内側に配置されるセンタピラインナ１４ｂと、センタピラアウタ１４ａとセンタピラインナ１４ｂとの間に配置される図示しないスティフナとを備えて構成されている。

センタピラ１４は、ルーフサイドレール２０とサイドシル２２との間に上下方向に沿って延設され、上部側から下部側に向かって車両前後方向の幅寸法が増大するように設けられている。サイドシル２２に連結されるセンタピラ１４の下部には、下側に向かって車両前後方向の幅寸法が最大となる末広がり部２６（図６参照）が設けられている。

フロントドア１３ａは、フロントドア開口部２４ａを開閉する扉体によって構成されている。図７に示されるように、このフロントドア１３ａは、車室側に配置されてドア本体を構成するドアインナパネル２８と、ドアインナパネル２８の車幅方向外側に取り付けられるドアスキン（ドアアウタパネル）３０と、ドアインナパネル２８に設けられるドアビーム３２と、フロントドア１３ａを車体に対して回動可能に取り付けるためのドアヒンジ部材（ドアヒンジ）３３（図１参照）とを含んで構成されている。このドアヒンジ部材３３は、上側ドアヒンジと下側ドアヒンジとによって構成されている。

図１に示されるように、ドアビーム３２は、側面視して、車両前後方向に沿って延びるように設けられている。図３及び図４に示されるように、センタピラ１４と反対側の端部であるドアビーム３２の車両前方端部３４には、脆弱部として機能するクラッシュボックス３６が設けられている。ドアビーム３２の車両前方端部３４を含む車両前方部分３８は、クラッシュボックス３６の車両後方部分４０と重畳し、該クラッシュボックス３６を外側から被覆している。また、ドアビーム３２の車両前方部分３８及びクラッシュボックス３６は、ビームブラケット４３を介してドアインナパネル２８に固定されている。

ドアビーム３２の車両前方端部３４（クラッシュボックス３６を含む）は、ドアビーム３２とドアインナパネル２８（フロントドア１３ａ）の車幅方向内側側面との間に間隙を有している。この間隙には、連結部材４４が介装されている。

図５に示されるように、ドアビーム３２の車両後方端部４８は、センタピラ１４の下部に後記する前方補強部材５０を介して固定されている。なお、本実施形態では、ドアビーム３２の車両前方端部３４にクラッシュボックス３６を設けているが、これに限定されるものではなく、ドアビーム３２の車両後方端部４８にもクラッシュボックス３６を設けるようにしてもよい。

図３及び図４に示されるように、ビームブラケット４３は、側面視して略Ｌ字状を呈し、クラッシュボックス３６全体及びドアビーム３２の車両前方部分３８に連結され、ドアビーム３２の軸方向に沿って延びる側板部４３ａと、側板部４３ａの車両前方端部から段差部を介して略直交する方向に屈曲する屈曲部４３ｂとが一体的に構成されている。

連結部材４４は、平面視して、略三角形状を呈する本体部４４ａと、本体部４４ａの上側に折曲して設けられた上側フランジ部４４ｂと、本体部４４ａの下側に折曲して設けられ図示しない下側フランジ部とを備えて構成されている。上側フランジ部４４ｂは、フロントドア１３ａのドアインナパネル２８に接合されている。図示しない下側フランジ部は、ビームブラケット４３の側板部４３ａに接合されている。

フロントドア１３ａのドアインナパネル２８及びリヤドア１３ｂのドアインナパネル２９には、それぞれ補強部材が設けられている。この補強部材は、センタピラ１４の前側に位置する前方補強部材５０と、センタピラ１４の後側に位置する後方補強部材５２とから構成されている（図５参照）。

図５に示されるように、前方補強部材５０は、フロントドア１３ａのドアインナパネル２８の車両後方部位の下部に設けられ、ドアビーム３２の車両後方端部４８に配置されている。後方補強部材５２は、リヤドア１３ｂのドアインナパネル２９の車両前方部位に設けられ、リヤドア１３ｂのドアビーム３５の車両前方端部に配置されている。前方補強部材５０及び後方補強部材５２を設けることで、センタピラ１４周りのフロントドア１３ａ下部の車両後方部分、及び、リヤドア１３ｂ下部の車両前方部分の剛性・強度を向上させることができる。

前方補強部材５０は、センタピラ１４の末広がり部２６の車両前方に対応する位置に、フロントドア１３ａのドアインナパネル２８に配置されている。この前方補強部材５０は、車幅方向内側に配置され、断面略Ｌ字状に屈曲する屈曲部５４と、車幅方向外側に配置され、屈曲部５４の車両後方端部に連続すると共に、フロントドア１３ａのドアインナパネル２８のパネル面に沿って車両後方に延出する延出部５６とが一体的に構成されている。屈曲部５４には、フロントドア１３ａに設けられたドアビーム３２の車両後方端部４８が固定されている。

後方補強部材５２は、センタピラ１４の末広がり部２６の車両後方に対応する位置に、リヤドア１３ｂのドアインナパネル２９に配置されている。この後方補強部材５２は、車幅方向内側に配置され、断面略Ｌ字状に屈曲する内側屈曲部５８と、内側屈曲部５８よりも車幅方向外側に配置され、断面略Ｌ字状に屈曲する外側屈曲部６０とが一体的に構成されている。

さらに、前方補強部材５０及び後方補強部材５２は、フロントドア１３ａ及びリヤドア１３ｂのドアビーム３２、３５の端部（車両後方端部及び車両前方端部）に対向する面からセンタピラ１４の車幅方向外側面まで横断するように延在している。

クラッシュボックス３６は、略四角筒状のエネルギ吸収部材からなり、軸方向に圧縮変形することで、衝突荷重を吸収することができる。図３及び図４に示されるように、このクラッシュボックス３６は、軸方向に沿って延びる上部フランジ６２及び下部フランジ（図示せず）を有し、例えば、スポット溶接等の溶接手段によってビームブラケット４３（側板部４３ａ）に接合されている。側突荷重の入力時、クラッシュボックス３６が軸方向に圧縮変形すると、それに引っ張られてビームブラケット４３及び連結部材４４がそれぞれ圧壊する。

クラッシュボックス３６の車両前方部分は、上部フランジ６２及び下部フランジ（図示せず）を介してビームブラケット４３に接合されている。クラッシュボックス３６の車両後方部分は、ドアビーム３２の車両前方部分と重畳し、ドアビーム３２の上側フランジ６４ａ及び下側フランジ６４ｂと、クラッシュボックス３６の上部フランジ６２及び下部フランジ（図示せず）と、ビームブラケット４３とからなる３枚の部材が、例えば、スポット溶接等によって接合されている。クラッシュボックス３６全体及びドアビーム３２の車両前方端部を含む車両前方部分は、ビームブラケット４３を介して、ドアインナパネル２８にそれぞれ固定されている。

また、図７に示されるように、ドアビーム３２は、ハット断面からなり車幅方向外側（室外側）に配置された外側側面部６６ａと、ハット断面からなり車幅方向内側（室内側）に配置された内側側面部６６ｂとから構成されている。外側側面部６６ａ及び内側側面部６６ｂは、それぞれ上下方向に沿った両側に上側フランジ６４ａ及び下側フランジ６４ｂを有している。外側側面部６６ａの上側フランジ６４ａと、内側側面部６６ｂの上側フランジ６４ａとが接合されると共に、外側側面部６６ａの下側フランジ６４ｂと、内側側面部６６ｂの下側フランジ６４ｂとが接合されている。

さらに、図７に示されるように、外側側面部６６ａの上下方向に沿った中央部には、ドアビーム３２の軸方向に沿って延びると共に、内側側面部６６ｂに向かって窪む凹部６８が設けられている。この凹部６８の下面は、内側側面部６６ｂの天井面に接合され、上下方向に沿った両側に略矩形状の一対の閉断面部７０が設けられている。

さらにまた、図２に示されるように、ドアビーム３２は、平面視して、車幅方向外側に膨らむ湾曲形状をしており、このドアビーム３２の軸方向に沿った端部に向かうにつれてドアスキン３０から車幅方向内側に離間するクリアランス７２が設けられている。なお、本実施形態では、このクリアランス７２が、ドアビーム３２の車両前方側及び車両後方側の両方に設けられているが、これに限定されるものではなく、車両前後方向のいずれか一方であってもよい。このクリアランス７２は、最も車幅方向外側に膨らむ頂部７４において最小クリアランスとなり、ドアビーム３２の前方端部及び後方端部に向かうにつれて増大している。なお、この最小クリアランスには、適宜、緩衝材を設けるとよい。

ドアビーム３２の軸方向に沿った中間部において、最も車幅方向外側に膨らんだドアビーム３２の頂部７４は、ドアスキン３０の内側面との間で最小クリアランスとしている。この頂部７４は、ドアビーム３２の車両前後方向に沿った中央部７６よりも車両後方に偏位している。

さらにまた、ドアビーム３２の車両前方端部３４（クラッシュボックス３６の車両前方部分を含む）は、車幅方向から見て、ステアリングハンガ７８と重畳する位置まで延出していると共に、ドアビーム３２の車両前方端部３４は、車両上下方向において、ドアヒンジ部材３３に近接配置されている（図３及び図４参照）。なお、ステアリングハンガ７８は、中空のパイプ材からなり、図示しないステアリングコラムを支持するものである。

本実施形態に係るドアビーム構造が適用された車両の車体側部１０は、基本的に以上のように構成されるものであり、次にその作用効果について説明する。

本実施形態において、ドアビーム３２、３５は、平面視して、車幅方向外側に膨らむ湾曲形状をしており、このドアビーム３２、３５の軸方向に沿った端部に向かうにつれてドアスキン３０から車幅方向内側に離間してクリアランス７２が設けられている。

本実施形態では、側突荷重の入力時に、ドアビーム３２、３５が車幅方向内側に窪んで車両前後方向端部側に伸びようとすることで、側突荷重がドアビーム３２、３５の軸方向に沿った車両前後方向荷重に変換される。この変換された車両前後方向荷重は、ドアビーム３２、３５を経由して車体フレームに対して効率的に伝達される。この結果、本実施形態では、ドアビーム３２、３５がドア本体を構成するドアインナパネル２８に対する固定が強化され、ドアビーム３２、３５がドア本体（ドアインナパネル２８）から脱落することを抑制することができる。

また、本実施形態において、ドアビーム３２は、少なくとも、センタピラ１４と反対側の車両前方端部にクラッシュボックス３６（脆弱部）が設けられている。本実施形態では、クラッシュボックス３６（脆弱部）を介して、センタピラ１４と反対側を圧壊させて側突荷重を吸収することができる。また、本実施形態では、側突荷重の入力時に、センタピラ１４への影響を最小限とすることができ、センタピラ１４側で想定されている衝突性能への影響を好適に回避することができる。

さらに、本実施形態では、ドアビーム３２の車両前方端部３４（クラッシュボックス３６の車両前方部分を含む）を、車幅方向から見て、ステアリングハンガ７８と重畳する位置まで延出させている。ステアリングハンガ７８は、剛性・強度が高い部材であり、ドアビーム３２の圧壊による側突荷重の吸収を優先させることができる。また、ドアビーム３２の車両前方端部３４を、車両上下方向において、ドアヒンジ部材３３に近接配置することで、ドアビーム３２の車両前方端部３４が潰れ易くなる。

さらにまた、本実施形態において、ドアビーム３２の車両前方端部３４は、ドアビーム３２とドアインナパネル２８（フロントドア１３ａ）の車幅方向内側側面との間に間隙を有している。この間隙には、連結部材４４が介装されている。

本実施形態では、ドアビーム３２とドアインナパネル２８（フロントドア１３ａ）との間隙を、連結部材４４で埋めることで、ドアビーム３２の車両前方端部３４を安定して圧壊させることができる。また、ステアリングハンガ７８がドアインナパネル２８に固定されている部位の近傍で隙間を埋めているため、ステアリングハンガ７８の剛性・強度をより効率的に活用してドアビーム３２の車両前方端部３４を圧壊させることができる。

さらにまた、本実施形態において、補強部材（前方補強部材５０及び後方補強部材５２）は、フロントドア１３ａ及びリヤドア１３ｂのドアビーム３２、３５の端部（車両後方端部及び車両前方端部）に対向する面からセンタピラ１４の車幅方向外側面まで横断するように延在している。これにより、本実施形態では、補強部材によって、センタピラ１４周辺の剛性・強度が高められているため、側突荷重の入力時にセンタピラ１４が変形してフロントドア１４ａが車幅方向内側に滑るように相対変位することを抑制することができる。この結果、本実施形態では、ドアビーム３２、３５による側突荷重の吸収を、安定して遂行することができる。

次に、本実施形態に係るドアビーム構造の変形例について、以下説明する。なお、図１乃至図７に示される前記実施形態と同一の構成要素には、同一の参照符号を付して、その詳細な説明を省略する。

図８に示されるように、第１変形例では、前記実施形態においてドアビーム３２の車両前方端部３４に設けられていたクラッシュボックス３６及びビームブラケット４３を省略して、他の連結部材８０を介してドアビーム３２ａの車両前方端部３４を直接ドアインナパネル２８に連結している点で前記実施形態と相違している。また、第１変形例では、ドアビーム３２ａの軸方向に沿った車両前方端部３４に向かう部分だけドアスキン３０から車幅方向内側に離間するように湾曲させている点で前記実施形態と相違している。これにより、第１変形例では、部品点数を削減して製造コストを低減化することができる。

また、図９に示されるように、第２変形例では、車両上下方向において、ステアリングハンガ７８が配置されている高さ位置（破線参照）よりも下方で、且つ、上側のドアヒンジ部材３３の近傍部位にドアビーム３２ｂの車両前方端部３４を配置してもよい。

さらに、図１０に示されるように、第３変形例では、前記実施形態においてドアビーム３２の車両後方端部４８に設けられていた補強部材（前方補強部材５０）を省略し、ドアビーム３２ｃの車両後方端部４８をセンタピラ１４下部の末広がり部２６に対応する位置でドアインナパネル２８に直接連結している点で前記実施形態と相違している。第３変形例では、ドアビーム３２ｃの車両後方端部４８が、フロントドア開口部２４ａ内にて、センタピラ１４の側面と対向するように配置されている。これにより、第３変形例では、側突荷重の入力時に、ドアビーム３２ｃの車両後方端部４８がドアスキン３０とセンタピラ１４の末広がり部２６との間に挟み込まれて側突性能を向上させることができる。

さらにまた、図１１に示されるように、第４変形例では、前記実施形態においてドアビーム３２の車両後方端部４８に設けられていた補強部材（前方補強部材５０）を省略すると共に、ドアビーム３２ｄの車両後方端部４８をセンタピラ１４の末広がり部２６に到達しない車両前方位置でドアインナパネル２８に連結している点で前記実施形態と相違している。これにより、第４変形例では、補強部材を省略して部品点数を削減して、製造コストを低減化することができる。

１０ 車体側部
１２ サイドドア
１４ センタピラ
２４ａ、２４ｂ ドア開口部
３０ ドアスキン
３２、３５、３２ａ～３２ｄ ドアビーム
３３ ドアヒンジ部材
３４ （ドアビームの）車両前方端部
３６ クラッシュボックス（脆弱部）
４４ 連結部材
４８ （ドアビームの）車両後方端部
５０ 前方補強部材（補強部材）
５２ 後方補強部材（補強部材）
７４ 頂部
７８ ステアリングハンガ

Claims (9)

1. サイドドアに対し、車両前後方向に延びるように設けられたドアビームの構造であって、
   前記ドアビームは、車幅方向外側に膨らむ湾曲形状をしており、前記ドアビームの軸方向に沿った端部に向かうにつれてドアスキンから車幅方向内側に離間していることを特徴とするドアビーム構造。
2. 請求項１記載のドアビーム構造において、
   前記ドアビームは、少なくとも、センタピラと反対側の端部に脆弱部が設けられていることを特徴とするドアビーム構造。
3. 請求項１記載のドアビーム構造において、
   前記ドアビームは、車両前後方向において、ステアリングハンガが固定されている位置まで延出していることを特徴とするドアビーム構造。
4. 請求項３記載のドアビーム構造において、
   前記ドアビームの端部は、前記ドアビームと前記サイドドアの車幅方向内側側面との間に間隙を有し、
   前記間隙には、連結部材が設けられていることを特徴とするドアビーム構造。
5. 請求項１記載のドアビーム構造において、
   前記サイドドアによって開閉されるドア開口部を有し、
   前記ドアビームの端部は、前記ドア開口部内にて、前記センタピラの側面と対向するように配置されていることを特徴とするドアビーム構造。
6. 請求項５記載のドアビーム構造において、
   前記サイドドアは、インナパネルを有し、
   前記インナパネルには、前記ドアビームの端部に対向する面から前記センタピラの車幅方向外側面まで横断するように延在する補強部材が設けられていることを特徴とするドアビーム構造。
7. 請求項１記載のドアビーム構造において、
   前記ドアビームの軸方向に沿った中間部において、最も車幅方向外側に膨らんだ前記ドアビームの頂部は、前記ドアスキンの内側面との間で最小クリアランスとしていることを特徴とするドアビーム構造。
8. 請求項７記載のドアビーム構造において、
   前記頂部は、前記ドアビームの車両前後方向に沿った中央部よりも車両後方に偏位していることを特徴とするドアビーム構造。
9. 請求項１記載のドアビーム構造において、
   前記ドアビームの端部は、車両上下方向において、ドアヒンジ部材に近接配置されていることを特徴とするドアビーム構造。

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