JP2022155888A - 車両用ドア構造 - Google Patents

Abstract

【課題】車両前後方向に沿って延びる横ビームよりも上側の領域における側突荷重を抑制することが可能な車両用ドア構造を提供する。【解決手段】サイドドア１２内に配設され、車両前後方向に沿って延びる横ビーム２６と、サイドドア１２内に配設され、車両上下方向に沿って延びる縦ビーム２８とを備え、横ビーム２６の車両前方端部及び車両後方端部は、ドアインナパネル１８にそれぞれ固定され、縦ビーム２８は、横ビーム２６の軸方向に沿った中央部に片持ちで固定されている。【選択図】図１

Description

本発明は、ドアビームが内設された車両用ドア構造に関する。

例えば、特許文献１には、車両前後方向に沿って延びるドアビーム本体部から車両下方に向かって延びるビーム延出部が開示されている。

特許文献１に開示されたドア構造では、ビーム延出部の下端を下部補強部材に連結することで、側突時にドアビームのビーム延出部が変位することを抑制することができる、としている。

特開２０１５－１７４５７５号公報

しかしながら、特許文献１に開示されたドア構造では、側突荷重の入力時に、ビーム本体部よりも上側の領域で、乗員に近接する領域におけるドア変形を抑制することができないおそれがある。

本発明は、前記の点に鑑みてなされたものであり、車両前後方向に沿って延びる横ビームよりも上側の領域における側突荷重を抑制することが可能な車両用ドア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、車両用のドア内に配設され、車両前後方向に沿って延びる横ビームと、前記ドア内に配設され、車両上下方向に沿って延びる縦ビームと、を備え、前記横ビームの車両前方端部及び車両後方端部は、ドア枠にそれぞれ固定され、前記縦ビームは、前記横ビームの軸方向に沿った中間部に片持ちで固定されていることを特徴とする。

本発明では、車両前後方向に沿って延びる横ビームよりも上側の領域における側突荷重を抑制することが可能な車両用ドア構造を得ることができる。

本発明の実施形態に係るドア構造が適用された車体側面の側面図である。 図１のＩＩ－ＩＩ線に沿った端面図である。 平面視したドアビームの平面図である。 図６に示すＡ部の拡大斜視図である。 変形例に係るドアビームを有する車体側部の側面図である。 縦ビームの連結部と自由端との厚さ関係を示す斜視図である。 （ａ）～（ｃ）は、それぞれ、側突荷重の入力時における縦ビームの動作を示す動作説明図である。 図２に対応し、第１変形例に係るドア構造が適用された端面図である。 図１に対応し、第２変形例に係るドア構造が適用された車体側部の側面図である。 図９のＸ－Ｘ線に沿った端面図である。

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を備えて構成されている。このサイドドア１２は、フロントドア１４ａと、リヤドア１４ｂ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、フロントドア１４ａを例にして以下説明し、リヤドア１４ｂ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１６ａと、リヤドア開口部１６ｂとを有する。

フロントドア１４ａは、フロントドア開口部１６ａを開閉する扉体によって構成されている。図２に示されるように、このフロントドア１４ａは、車室側に配置されて枠体として機能するドアインナパネル１８と、ドアインナパネル１８の車幅方向外側に取り付けられるドアスキン２０（ドアアウタパネル）と、ドアビーム２２とを含んで構成されている。

ドアビーム２２は、フロントドア１４ａ内に配設され、車両前後方向に沿って延びる横ビーム２６と、フロントドア１４ａ内に配設され、車両上下方向に沿って延びる縦ビーム２８によって構成されている。

横ビーム２６は、平面視して、車幅方向外側に膨らむ湾曲形状に構成されている。縦ビーム２８は、平面視して、横ビーム２６の最も車幅方向外側に膨らんだ部分に結合されている。なお、横ビーム２６の軸直断面は、左右２つのハット断面を組み合わせた複合形状で構成されている（図２参照）。

図１に示されるように、横ビーム２６の車両前方端部は、ドアインナパネル１８の車両前部に固定されている。また、横ビーム２６の車両後方端部は、ドアインナパネル１８の車両後部の下部側に固定されている。横ビーム２６の車両前方端部及び車両後方端部は、ドアインナパネル１８に対して直接接合するようにしてもよいし、又は、図示しないブラケットを介して連結するようにしてもよい。

縦ビーム２８は、横ビーム２６より上方に延びる上部縦ビーム３０と、横ビーム２６より下方に延びる下部縦ビーム３２とによって構成されている。上部縦ビーム３０と下部縦ビーム３２は、それぞれ同一構成からなるため、上部縦ビーム３０を詳細に説明して下部縦ビーム３２の説明を省略する。

図４及び図６に示されるように、上部縦ビーム３０は、ビーム本体部３４と、ビーム本体部３４の下端に設けられる連結部（結合部）３６とが一体的に構成されている。ビーム本体部３４は、その軸直断面（上部縦ビーム３０の軸線と直交する断面）が断面コ字状を呈し、断面コ字状の開口部は、車幅方向内側の車室方向に向かうように設けられている。

図４に示されるように、連結部３６は、断面Ｌ字状を呈し、平板部３８と、この平板部３８の車幅方向外側端部から下方に向かって略直交するように屈曲する屈曲部４０とが一体的に構成されている。

平板部３８の車両前後方向の寸法は、ビーム本体部３４の下端部の車両前後方向の寸法よりも大きくなっている。平板部３８は、横ビーム２６の上面２６ａに接合され、屈曲部４０は、横ビーム２６の車幅方向外側側面２６ｂに接合されている。これにより、上部縦ビーム３０の連結部３６は、少なくとも、横ビーム２６の隣接する２つの側面（上面２６ａ、車幅方向外側側面２６ｂ）に接合（結合）されている。下部縦ビーム３２も同様の構成である。

縦ビーム２８を構成する上部縦ビーム３０及び下部縦ビーム３２は、連結部３６を介して、横ビーム２６の軸方向に沿った中央部に片持ちでそれぞれ固定されている。なお、本実施形態では、縦ビーム２８を、横ビーム２６の軸方向に沿った中央部に固定した場合を例示しているが、これに限定されるものではなく、横ビーム２６の軸方向に沿った中間部に固定されていればよい。

横ビーム２６に対し、縦ビーム２８を構成する上部縦ビーム３０及び下部縦ビーム３２が片持ち状態で固定（支持）されているため、縦ビーム２８の軸方向に沿った上方端部及び下方端部は、それぞれ自由端４２となっている。この「自由端４２」は、それぞれ周辺要素と全く接触しない状態、及び、側突荷重の入力時に、横ビーム２６の回転を阻害しない程度の周辺要素との接触状態も含まれる。

なお、本実施形態では、上下方向で分割構成された上部縦ビーム３０と下部縦ビーム３２とによって縦ビーム２８を構成しているが、これに限定されるものではない。例えば、図５の変形例に示されるように、縦ビーム２８と横ビーム２６とを一体的に構成してもよい。このように縦ビーム２８と横ビーム２６とを、例えば、金型やプレス装置を用いて一体的に成形することで、縦ビーム２８の下部に側突荷重が入力された際、縦ビーム２８と横ビーム２６とが一体となって容易に回転可能となり、縦ビーム２８の上部に側突荷重に対する反力を容易に発生させることができる。

図４及び図６に示されるように、横ビーム２６との連結部３６における縦ビーム２８の車幅方向に沿った厚さ寸法（Ｔ１）は、横ビーム２６の車幅方向に沿った厚さ寸法（Ｔ３）と同等となっている（Ｔ１＝Ｔ３）。また、縦ビーム２８の自由端４２（端部）における車幅方向に沿った厚さ寸法（Ｔ２）は、横ビーム２６との連結部３６における縦ビーム２８の厚さ寸法（Ｔ１）よりも小さくなっている（Ｔ１＞Ｔ２）。

なお、本実施形態では、縦ビーム２８を構成する上部縦ビーム３０及び下部縦ビーム３２をそれぞれ同軸に配置しているが、これに限定されるものではない。例えば、上部縦ビーム及び下部縦ビームを、それぞれ非同軸で、横ビーム２６に対し車両前後方向でオフセットした位置に連結するようにしてもよい。

このように、上部縦ビーム及び下部縦ビームを車両前後方向で互いに偏位した位置に配置することで、横ビーム２６の上方と下方のそれぞれにおいて、側突荷重入力時のドアパネル（ドアインナパネル１８及びドアスキン２０）の変形抑制に対して最適な位置にそれぞれ縦ビーム（上部縦ビーム及び下部縦ビーム）を配置することができる。

本実施形態に係るドア構造が適用されたサイドドア１２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。

先ず、側突荷重Ｆが入力されたときの縦ビーム２８の動作について説明する。
図７（ａ）～図７（ｃ）は、それぞれ、側突荷重の入力時における縦ビームの動作を示す動作説明図である。

図７（ａ）に示されるように、サイドドア１２に対する側突荷重Ｆの入力時、図示しないバリアの車幅方向内側への変位により、ドアスキン２０が車幅方向内側に押圧されると共に、縦ビーム２８の下部縦ビーム３２が車幅方向内側（車室内方向）に押圧されて変形する。

続いて、図７（ｂ）に示されるように、図示しないバリアがさらに車幅方向内側に向かって変位すると、ドアインナパネル１８に車両前方端部及び車両後方端部がそれぞれ固定されている横ビーム２６が、時計回り方向（矢印方向）に回転しながら変形する。

図７（ｃ）に示されるように、図示しないバリアが図７（ｂ）の状態から車幅方向内側に向かってさらに変位すると、横ビーム２６の回転動作によって縦ビーム２８の上部縦ビーム３０が車外側に回転しようとして図示しないバリアの変位に対する反力ＲＦが発生する。縦ビーム２８の上部縦ビーム３０に発生した反力ＲＦと、図示しないバリアの変位による側突荷重Ｆとは、それぞれ反対方向に向かって発生するため、この反力ＲＦによって側突荷重Ｆが軽減される。

本実施形態において、サイドドア１２内に配置され、上下方向に延びる縦ビーム２８は、車両前後方向端部及び車両後方端部がそれぞれドアインナパネル１８に固定された横ビーム２６の中央部に、片持ちに固定されている。

本実施形態では、例えば、横ビーム２６より下側に対して側突荷重が入力された際、縦ビーム２８が、横ビーム２６より上側が車幅方向外側に回転することで反力が衝突物に対して出力され、衝突物との衝突により縦ビーム２８が変形して、又は、衝突物を変形させて側突荷重を吸収することができる。この結果、本実施形態では、車両前後方向に沿って延びる横ビーム２６よりも上側の領域に入力された側突荷重を好適に抑制することができる。

なお、本実施形態では、縦ビーム２８が横ビーム２６に対し片持ち支持されているため、側突荷重の入力時に横ビーム２６が車幅方向外側に回転し易くなっている。

また、本実施形態において、縦ビーム２８の軸方向に沿った上方端部及び下方端部は、それぞれ周辺要素と接触しない自由端４２となっている。本実施形態では、縦ビーム２８の上方端部及び下方端部を、周辺要素に接触しない自由端４２とすることで、縦ビーム２８が回転して衝突物に対して反力を出力することができる。なお、この自由端４２は、側突荷重の入力時の縦ビーム２８の回転を阻害しない程度の周辺要素との接触状態も含まれる。

さらに、本実施形態において、縦ビーム２８を構成する上部縦ビーム３０（下部縦ビーム３２）の連結部（結合部）３６は、少なくとも、横ビーム２６の隣接する２つの側面（上面２６ａ、車幅方向外側側面２６ｂ）に接合されている。これにより、本実施形態では、縦ビーム２８と横ビーム２６とを強固に結合することができ、縦ビーム２８の下部縦ビーム３２に対して側突荷重が入力された際、縦ビーム２８と横ビーム２６とが一体となって回転可能となり、縦ビーム２８の上部縦ビーム３０に側突荷重に対する反力を発生させることができる。

さらにまた、本実施形態において、縦ビーム２８は、横ビーム２６より上方に延びる上部縦ビーム３０と、横ビーム２６より下方に延びる下部縦ビーム３２とによって構成されている。これにより、本実施形態では、上部縦ビーム３０及び下部縦ビーム３２を備えることで、横ビーム２６の上方と下方のそれぞれにおいて、側突荷重入力時のドアパネル（ドアインナパネル１８及びドアスキン２０）の変形抑制に対して最適な位置にそれぞれ縦ビーム２８を配置することができる。また、上部縦ビーム３０と下部縦ビーム３２とによって、それぞれ板厚や材質を最適化することができる。さらに、上部縦ビーム３０及び下部縦ビーム３２を、例えば、金型等を用いて容易に成形することができる。

本実施形態において、縦ビーム２８は、平面視して、横ビーム２６の最も車幅方向外側に膨らんだ部分に結合されている。これにより、本実施形態では、縦ビーム２８の上部がより車幅方向外側に変位してより大きな反力を発生させることができる。この結果、本実施形態では、このより大きな反力によって側突荷重の吸収性能を向上させ、サイドドア１２の変形を抑制することができる。

さらにまた、本実施形態において、横ビーム２６との連結部３６における縦ビーム２８の車幅方向に沿った厚さ寸法（Ｔ１）は、横ビーム２６の車幅方向に沿った厚さ寸法（Ｔ３）と同等となっている（Ｔ１＝Ｔ３）。これにより、本実施形態では、横ビーム２６との連結部３６における縦ビーム２８の強度を、横ビーム２６の強度とを、同等に確保することができる。

さらにまた、本実施形態において、縦ビーム２８の自由端４２（端部）における車幅方向に沿った厚さ寸法（Ｔ２）は、横ビーム２６との連結部３６における縦ビーム２８の厚さ寸法（Ｔ１）よりも小さくなっている（Ｔ１＞Ｔ２）。これにより、本実施形態では、サイドドア１２のドアパネルの厚みを増すことがなく、ドアパネルの端部まで縦ビーム２８を配置することができる。

さらにまた、本実施形態において、縦ビーム２８の軸線と直交する断面形状は、車室方向に向かって開口する断面コ字状に構成されている。これにより、本実施形態では、反力の入力面及び出力面を広くとることができる。また、縦ビーム２８の成形が容易となる。

次に、本実施形態の変形例について、以下説明する。

図８に示されるように、第１変形例に係るサイドドア１２ａは、上部縦ビーム３０の上端部（自由端４２）、及び、下部縦ビーム３２の下端部（自由端４２）が、サイドドア１２ａ内に配設された緩衝部材４４と接触している。緩衝部材４４と接触させることで、振動による騒音を防止することができる。なお、緩衝部材４４との接触は、上端部又は下端部の少なくとも一方であればよい。

図９及び図１０に示されるように、第２変形例に係るサイドドア１２ｂは、上部縦ビーム３０の軸方向に沿った上端（自由端４２）が、ベルトライン部４６において車両前後方向に延びるドアスキンアッパスティフナ４８より下方に配置されている。これにより、側突荷重の入力時に、上部縦ビーム３０の自由端４２がドアスキンアッパスティフナ４８と干渉することがなく、回転動作することができる。

１０ 車体側部
１２、１２ａ、１２ｂ サイドドア
２６ 横ビーム
２６ａ 上面（隣接する２つの側面）
２６ｂ 車幅方向外側側面（隣接する２つの側面）
２８ 縦ビーム
３０ 上部縦ビーム
３２ 下部縦ビーム
３６ 連結部（結合部）
４２ 自由端
４４ 緩衝部材
４８ ドアスキンアッパスティフナ
Ｔ１～Ｔ３ 厚さ寸法
Ｆ 側突荷重
ＲＦ 反力

Claims (11)

1. 車両用のドア内に配設され、車両前後方向に沿って延びる横ビームと、
   前記ドア内に配設され、車両上下方向に沿って延びる縦ビームと、
   を備え、
   前記横ビームの車両前方端部及び車両後方端部は、ドア枠にそれぞれ固定され、
   前記縦ビームは、前記横ビームの軸方向に沿った中間部に片持ちで固定されていることを特徴とする車両用ドア構造。
2. 請求項１記載の車両用ドア構造において、
   前記縦ビームの軸方向に沿った上方端部及び下方端部は、それぞれ周辺要素と接触しない自由端となっていることを特徴とする車両用ドア構造。
3. 請求項１又は請求項２記載の車両用ドア構造において、
   前記縦ビームは、少なくとも、前記横ビームの隣接する２つの側面に結合されていることを特徴とする車両用ドア構造。
4. 請求項１又は請求項２記載の車両用ドア構造において、
   前記縦ビームは、前記横ビームより上方に延びる上部縦ビームと、前記横ビームより下方に延びる下部縦ビームとによって構成されていることを特徴とする車両用ドア構造。
5. 請求項１又は請求項２記載の車両用ドア構造において、
   前記縦ビームは、前記横ビームと一体的に構成されていることを特徴とする車両用ドア構造。
6. 請求項１又は請求項２記載の車両用ドア構造において、
   前記横ビームは、車幅方向外側に膨らむ湾曲形状をしており、
   前記縦ビームは、平面視して、前記横ビームの最も車幅方向外側に膨らんだ部分に結合されていることを特徴とする車両用ドア構造。
7. 請求項１又は請求項２記載の車両用ドア構造において、
   前記横ビームとの結合部における前記縦ビームの車幅方向に沿った厚さ寸法（Ｔ１）は、該横ビームの車幅方向に沿った厚さ寸法（Ｔ３）と同等であり（Ｔ１＝Ｔ３）、
   前記縦ビームの端部における車幅方向に沿った厚さ寸法（Ｔ２）は、前記横ビームとの結合部における前記縦ビームの厚さ寸法（Ｔ１）よりも小さくなっている（Ｔ１＞Ｔ２）ことを特徴とする車両用ドア構造。
8. 請求項１又は請求項２記載の車両用ドア構造において、
   前記縦ビームの軸線と直交する断面形状は、車室方向に向かって開口する断面コ字状に構成されていることを特徴とする車両用ドア構造。
9. 請求項１又は請求項２記載の車両用ドア構造において、
   前記縦ビームの上端部又は下端部の少なくとも一方は、前記ドア内に配設された緩衝部材と接触していることを特徴とする車両用ドア構造。
10. 請求項１又は請求項２記載の車両用ドア構造において、
    前記縦ビームの軸方向に沿った上端は、ベルトライン部において車両前後方向に延びるドアスキンアッパスティフナより下方に配置されていることを特徴とする車両用ドア構造。
11. 請求項４記載の車両用ドア構造において、
    前記上部縦ビーム及び前記下部縦ビームは、それぞれ非同軸で、前記横ビームに対し車両前後方向でオフセットした位置に結合されていることを特徴とする車両用ドア構造。

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