JP2023048871A - 車両用サイドドア構造 - Google Patents

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Keisuke Abe
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【課題】コストの増加を抑制しながら、アウタパネル全体の振動を低減することが可能な車両用サイドドア構造を提供する。【解決手段】車両10のサイドドア22の外表面を形成するアウタパネル26及び前記アウタパネル26の車内側に配置されるインナパネル28を有するドアパネル24と、前記ドアパネルの車両前方側に取付けられ、車体本体12に対して前記ドアパネルを回動可能に支持するドアヒンジ30Aと、を備えた車両用サイドドア構造20において、前記ドアパネル24の車両後方側に取付けられ、前記車体本体12に固定されたストライカ15に対して係脱可能なラッチ44を有するラッチユニット40と、前記アウタパネル26とは非接合状態で前記ドアパネル24の幅方向に延び、第1の端部52が前記ドアヒンジ30Aに接続され、第2の端部54が前記ラッチユニット40に接続された補剛部材50Aと、を備えた。【選択図】図1

Description

本発明は、自動車等の車両のサイドドアに適用される車両用サイドドア構造に関する。
自動車等の車両の走行時には、路面とタイヤの摩擦により生じるロードノイズや、エンジン等のパワートレインを起源とする加速音等の駆動系ノイズが発生する。これらのノイズは、振動がサスペンションからボディへと伝搬し、その後、キャビン内の空気を共鳴させることで、乗員に騒音として知覚される。
振動の伝達のメカニズムの一つとして、車体の骨格部材から車両のサイドドアのアウタパネルに伝達されるものがある。例えば、車両のサイドドアの側部には、サイドドアを回動可能に支持するドアヒンジが取付けられており、タイヤやパワートレインを起源とする振動は、車体の骨格部材からこのドアヒンジを経由してサイドドアのアウタパネルに伝達される。
サイドドアのアウタパネルは一般的に薄板で構成されており、ドアヒンジから振動が伝わると、アウタパネルが振動して放射音が発生する。この放射音が車室内にノイズとして伝播すると、車室内の快適性が損なわれるため、アウタパネルの振動に起因するノイズを低減するサイドドア構造が求められている。
ノイズを抑制するサイドドア構造として、ドアのアウタパネル自体を補強する構造が知られている。例えば、特許文献1には、車両のサイドドアにおいて、アウタパネルの車内側の表面に、補剛部材であるリンフォースを複数本接合したドア構造が開示されている。各リンフォースは、アウタパネルの幅方向の両端に跨って伸長しており、リンフォースに塗布されたスポット状のマスチック接着剤により、アウタパネルの車内側表面に接合されている。このドア構造では、リンフォースによってアウタパネルの張剛性を高めるとともに、弾性を有するマスチック接着剤で振動を減衰させることで、アウタパネルの振動を低減し、ノイズの発生を抑制している。
また、ノイズを抑制する他のサイドドア構造として、サイドドアの内部に、吸音装置であるレゾネータを設けたものが知られている。例えば、特許文献2には、車両のサイドドアにおいて、サイドドアのインナパネルとインナパネルの車内側に配置されるドアトリム内装材との間に、レゾネータを配置したサイドドア構造が記載されている。このサイドドア構造では、アウタパネルが振動して生じた放射音のエネルギーをレゾネータで摩擦エネルギーに変換することで、吸音効果を得ることができる。
特開2020-111235号公報 特開2006-142885号公報
しかしながら、特許文献1に記載のサイドドア構造では、サイドドアの内部空間のレイアウト上の制約からリンフォースを配置できる箇所が限られてしまい、アウタパネル全体の振動を抑制することが難しいという問題がある。
一方、ドアの内部にレゾネータを設置するものでは、アウタパネルが振動しても、振動によって発生した放射音をレゾネータで吸音させることができる。しかしながら、サイドドアの内部に特殊な吸音構造を設ける必要があるため、製造コストが増大してしまうという問題がある。
本発明は、コストの増加を抑制しつつ、アウタパネル全体の振動を低減することが可能な車両用サイドドア構造を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明の一実施形態は、車両のサイドドアの外表面を形成するアウタパネル及び前記アウタパネルの車内側に配置されるインナパネルを有するドアパネルと、前記ドアパネルの車両前方側に取付けられ、車体本体に対して前記ドアパネルを回動可能に支持するドアヒンジと、を備えた車両用サイドドア構造において、前記ドアパネルの車両後方側に取付けられ、前記車体本体に固定されたストライカに対して係脱可能なラッチを有するラッチユニットと、前記アウタパネルとは非接合状態で前記ドアパネルの幅方向に延び、第1の端部が前記ドアヒンジに接続され、第2の端部が前記ラッチユニットに接続された補剛部材と、を備えたことを特徴とする。
また、本発明の一実施形態は、前記車両用サイドドア構造において、前記ドアヒンジは、前記車体本体に固定される車体側固定部と、前記車体側固定部に支持されたヒンジ軸と、を備え、前記補剛部材の前記第1の端部は、前記ヒンジ軸が貫通した状態で、該ヒンジ軸に接続されることを特徴とする。
また、本発明の一実施形態は、前記車両用サイドドア構造において、前記ドアパネルと前記ドアヒンジとは、前記インナパネルに固定された前記補剛部材の前記第1の端部を介して互いに連結されることを特徴とする。
また、本発明の一実施形態は、前記車両用サイドドア構造において、前記ドアヒンジは、前記車体本体に固定される車体側固定部と、前記車体側固定部に支持されたヒンジ軸と、前記ヒンジ軸を介して前記車体側固定部に対して回動可能であって前記インナパネルに固定されるドア側固定部と、を備え、前記補剛部材の前記第1の端部は、前記ドア側固定部に固定されたことを特徴とする。
本発明に係る車両用サイドドア構造によれば、コストの増加を抑制しつつ、アウタパネル全体の振動を低減することができる。
本発明の第1の実施形態に係るサイドドア構造を適用した車両の一部を示す側面図である。 サイドドア構造の概略説明図である。 ドアヒンジとドアパネルとの取付け状態を示す斜視図である。 ドアヒンジとドアパネルとの取付け状態を示す説明図である。 補剛部材とラッチユニットとの取付け状態を示す説明図である。 ラッチユニットの説明図である。 サイドドア構造の第2の実施形態を示す図3と同様の斜視図である。 ドアヒンジとドアパネルとの取付け状態を示す説明図である。
(第1の実施形態)
図1は、本発明の第1の実施形態に係るサイドドア構造20を適用した車両10の一部を示す側面図である。サイドドア構造20は、車両前方のフロントサイドドア22及び車両後方のリアサイドドアに用いることが可能であるが、特に、フロントサイドドア22に好適に用いることができる。本実施形態では、フロントサイドドア22に適用した例を示しており、図1では、車両10のリアサイドドアの記載を省略してリアサイドドア用の開口部16を図示している。車両本体12において、フロントサイドドア22の車両前方側及び車両後方側には、それぞれ、骨格部材であるフロントピラー13及びセンターピラー14が配置されている。以下の説明では、フロントサイドドア22を単に「サイドドア22」とも称する。
自動車等の車両10は、走行時にロードノイズや駆動系ノイズが発生する。これらのノイズは、タイヤ18や図示していないエンジンを起源とする振動が、サスペンションやプロペラシャフト等から車体本体12へと伝搬し、キャビン内の空気を共鳴させることで、騒音として知覚される。
振動の伝搬経路を知る方法として、近年では、振動インテンシティ(Structural Intensity)の技術を用いるものが知られている。振動インテンシティは、「単位時間に構造物の範囲幅当たりを伝わる振動エネルギー」として定義され、振動エネルギーの方向及び大きさをベクトルとして示して構造物内の振動エネルギーの伝搬経路を可視化するための指標である。サイドドア構造20は、振動インテンシティの技術を用いて得られた振動エネルギーの伝搬経路、具体的には、車体本体12からサイドドア22のドアヒンジ30A,30Bを介して、サイドドア22のアウタパネル26に伝搬される伝搬経路に着目して、アウタパネル26の振動を抑制可能な構造である。
図2は、サイドドア構造20の概略説明図であって、サイドドア22のアウタパネル26を取外した状態を示している。本実施形態のサイドドア構造20は、ドアパネル24と、車体本体12に対してドアパネル24を回動可能に支持する上下一対のドアヒンジ30A,30Bと、ドアパネル24に取付けられたラッチユニット40と、ドアパネル24の幅方向に延びる2本の補剛部材50A,50Bと、を備える。上方の補剛部材50Aは、上方のドアヒンジ30Aからラッチユニット40まで延び、下方の補剛部材50Bは、下方のドアヒンジ30Bからラッチユニット40まで延びている。以下、各構成について詳説する。
ドアパネル24は、図1及び図2に示すように、サイドドア22の外表面を形成するアウタパネル26と、アウタパネル26の車内側に配置されるインナパネル28とを有する。図2に示すように、インナパネル28は、サイドドア22を閉塞した状態の車両側面視において、矩形状の本体部28aと、本体部28aの周縁部に形成されたフランジ部とを有する。フランジ部は、本体部28aから車幅方向外側に張り出した部位であり、車両前方側の側辺部に形成された上下方向に延びる前フランジ部28bと、車両後方側の側辺部に形成された上下方向に延びる後フランジ部28cと、車両下方側の側辺部に形成された前後方向に延びる下フランジ部28dと、を備える。
ドアヒンジ30A,30Bは、ドアパネル24の車体前方側の側部に取付けられ、本実施形態では、補剛部材50A,50Bを介してドアパネル24にドアヒンジ30A,30Bが取付けられている。図3は、補剛部材50Aを用いた上方のドアヒンジ30Aとドアパネル24との取付け状態を示す斜視図である。各ドアヒンジ30A,30Bは、車体本体12に固定される車体側固定部32と、車体側固定部32に支持されたヒンジ軸34と、を備える。各ドアヒンジ30A,30Bは同様の構成を有するため、以下の説明では、上方のドアヒンジ30Aについて詳説する。
ドアヒンジ30Aの車体側固定部32は、金属材料で形成され、板状の基部32aと、基部32aから突出する一対の軸支部32b,32cとを有する。基部32は、ボルト等の固定具33を用いて車体本体12に固定される。一対の軸支部32b,32cは、基部32aの車両上方側及び車両下方側からそれぞれ車幅方向外側に突出した部位であり、車両上下方向に延びるヒンジ軸34の両端部を支持する。
図2に示すように、各補剛部材50A,50Bは、一方の端部である第1の端部52が各ドアヒンジ30A,30Bに接続され、他方の端部である第2の端部54がラッチユニット40に接続されている。本実施形態において、補剛部材50Aは、略水平に延びており、これよりも下方に配置される補剛部材50Bは、車両後方側が上方に向かうように傾斜して延びている。各補剛部材50A,50Bは、棒状の部材であって、例えば金属材料など、ドアパネル24を補強可能な所定の剛性を有する材料で形成される。本実施形態において、補剛部材50A,50Bは、図3に示すように、断面が矩形の中空閉断面を有しているが、断面形状はこれに限らず、他の多角形、円形、楕円形等であってもよく、さらに、中実の棒状であってもよい。
次に、補剛部材50Aを用いたドアヒンジ30Aとドアパネル24との取付け構造について説明する。なお、補剛部材50Bを用いた下方のドアヒンジ30Bとドアパネル24との取付け構造は、上方のドアヒンジ30Aと同様の構造となるため、以下の説明では、上方のドアヒンジ30Aについて詳説する。
図3及び図4に示すように、補剛部材50Aの第1の端部52は、ドアヒンジ30Aのヒンジ軸34が径方向に貫通した状態で、ヒンジ軸34に直接的に接続されており、補剛部材50Aは、ヒンジ軸34を中心に回動可能に形成されている。また、補剛部材50Aの第1の端部52は、ヒンジ軸34との接続部よりもドアパネル24側で、ボルト及びナット等の固定具56を用いて、インナパネル28に固定されている。本実施形態では、インナパネル28の前フランジ部28bに、フランジ部28bの一部がドアヒンジ30A側に屈曲した一対の屈曲片29が形成されている。補剛部材50Aは、第1の端部52が一対の屈曲片29に挟持された状態で車両後方側へ延びており、各屈曲片29にて、ボルト等の固定具56を用いてインナパネル28と固定されている。
このように、補剛部材50Aとドアパネル24のインナパネル28とが固定されることにより、ドアヒンジ30Aとドアパネル24とは、インナパネル28に固定された補剛部材50Aの第1の端部52を介して互いに連結された構造となっている。これにより、ドアパネル24は、補剛部材50Aとともに、ヒンジ軸34を中心に車体本体12に対して回動可能に構成されている。
なお、図2に示すように、補剛部材50Bが水平方向に対して傾斜して延びている場合には、補剛部材50Bの第1の端部52が、ドアヒンジ30Bのヒンジ軸34に対して略水平に延びるように、第1の端部52を屈曲させることが好ましい。
各補剛部材50A,50Bの第2の端部54は、ラッチユニット40に接続される。図2に示すように、ラッチユニット40は、ドアパネル24の車両後方側に取付けられる。図5に示すように、ラッチユニット40は、インナパネル28に固定される筐体42と、筐体42内に収容され、車体本体12に固定されたストライカ15に対して係脱可能なラッチ44と、を有する。
図5及び図6に示すように、ストライカ15は、車体本体12の骨格部材であるセンターピラー14に取付けられている。ストライカ15は、センターピラー14からサイドドア22側に突出したU字形状の部材であり、U字形状の両端がセンターピラー14に固定されている。ラッチユニット40の筐体42は、ボルト等を用いてインナパネル28の後フランジ部28cに固定されている。ラッチ44は、ストライカ15に係合する凹部45を有し、ラッチ軸46により軸支されて、ラッチ軸46を中心に回動する。回動動作によって図6に示すようにラッチ44の凹部45がストライカ15に係合すると、サイドドア22の閉扉状態が維持され、係合状態が解除されると、サイドドア22の閉扉状態が開放される。
図5に示すように、各補剛部材50A,50Bの第2の端部54は、ラッチユニット40にボルト及びナット等の固定具57を用いて固定される。本実施形態では、第2の端部54が筐体42内に収容された状態で、ラッチユニット40の筐体42に固定されている。
上述したように、各補剛部材50A,50Bは、第1の端部52が、各ドアヒンジ30A,30Bに接続されるとともにインナパネル28に固定され、第2の端部54がラッチユニット40に接続固定されることにより、ドアパネル24に固定されており、各補剛部材50A,50Bは、アウタパネル24と非接合状態に構成されている。ここで、アウタパネル24と非接合状態とは、アウタパネル24に対して直接的に接合されていないことを意味する。
上述したサイドドア構造20では、車両10の走行時に、各ドアヒンジ30A,30Bを介して、車体本体12からサイドドア22に伝達された振動が、各ドアヒンジ30A,30Bに第1の端部52が接続された各補剛部材50A,50Bを介して、サイドドア22の車両後方側のラッチユニット40へ伝達される。ラッチユニット40のラッチ44は、車両走行時にストライカ15と係合しているため、ラッチユニット40に伝達された振動エネルギーは、ストライカ15を介してサイドドア22の車両後方側のセンターピラー14へ伝達され、車体本体12に分散される。また、各補剛部材50A,50Bは、サイドドア22のインナパネル28に固定されており、アウタパネル26とは非接合状態であるため、各補剛部材50A,50Bからアウタパネル26に振動エネルギーが直接伝達されることもない。
このように、サイドドア構造20では、ドアヒンジ30A,30Bとラッチユニット40とを補剛部材50A,50Bで繋いで、ドアヒンジ30A,30Bからサイドドア22に進入した振動エネルギーをラッチユニット40へ流すエネルギー伝達経路を形成したことで、製造コストの増加を抑制しながら、アウタパネル26自体に伝達される振動エネルギーを大きく減少させることができる。これにより、アウタパネル26全体の振動を効率よく抑制して、キャビン内にノイズが発生することを防止することができる。
また、本実施形態では、補剛部材50A,50Bがヒンジ軸34に直に接続されているため、車体本体12のフロントピラー13から、ドアヒンジ30A,30Bの車体側固定部32を経てヒンジ軸34に伝達された振動エネルギーを補剛部材50A,50Bへ直接伝達することができる。また、ドアパネル24とドアヒンジ30A,30Bとが直接結合されておらず、補剛部材50A,50Bを介して連結されているので、ドアヒンジ30A,30Bからサイドドア22に進入した振動エネルギーをインナパネル28及びアウタパネル26に伝達される前に補剛部材50A,50Bに伝達させて、ラッチユニット40へ流すことができる。このような構成とすることで、ドアヒンジ30A,30Bからサイドドア22に進入する振動エネルギーを補剛部材50A,50Bに効率よく伝達してラッチユニット40へ流すことができ、アウタパネル26の振動抑制効果を向上させることができる。
さらに、各補剛部材50A,50Bは、車両10の側面衝突時にサイドドア22の変形を抑制する補強構造としても用いることができる。かかる場合には、従来、側面衝突に対するドアパネル24の補強部材として用いていたドアビームを、補剛部材50A,50Bに置き換えることが可能であり、これにより、サイドドア22の製造コストを低減することも可能である。
(第2の実施形態)
図7は、サイドドア構造20の第2の実施形態を示す図3と同様の斜視図、図8は、図7に示すサイドドア構造20におけるドアヒンジ30A,30Bとドアパネル24との取付け状態を示す説明図である。第2の実施形態において、第1の実施形態と同様の構成には同一の符号を付している。第2の実施形態のサイドドア構造20は、ドアヒンジ30A,30Bと、補剛部材50A,50Bとの取付け構造が、第1の実施形態と異なっている。その他の構成及び構造は、第1の実施形態と同様であるため、以下の説明ではその詳細を省略する。
本実施形態において、ドアヒンジ30A,30Bは、それぞれ、車体本体12に固定される車体側固定部32と、車体側固定部32に支持されたヒンジ軸34と、ドアパネル24に固定されるドア側固定部36と、を備える。ドア側固定部36は、ヒンジ軸34を介して車体側固定部32に対して回動可能に構成されている。補剛部材50Aは、ドアヒンジ30Aに接続される接続フランジ部53を有する。下方のドアヒンジ30B及び補剛部材50Bの取付け構造は、上方のドアヒンジ30A及び補剛部材50Aと同様の構造であるため、以下では、上方のドアヒンジ30A及び補剛部材50Aの取付け構造について説明する。
ドアヒンジ30Aの車体側固定部32及びヒンジ軸34は、第1の実施形態と同様の構成を有する。ドアヒンジ30Aのドア側固定部36は、ヒンジ軸34まわりに回動可能にヒンジ軸34に接続されている。ドア側固定部36は、金属材料で形成され、インナパネル28に固定される一対のドア側基部36a,36bと、各ドア側基部36a,36bから突出する一対の支持部36c,36dと、連結部36eと、を有する。一対の支持部36c,36dは、一対のドア側基部36a,36bの対向する側辺部から略垂直に突出する板状に形成されており、連結部36eは、各支持部36c,36dの先端部を連結している。ドア側基部36a,36bは、ボルト及びナット等の固定具58を用いてインナパネル28の前フランジ部28bに接続固定されている。一対の支持部36c,36dは、それぞれ、ヒンジ軸34が挿通される挿通孔を有し、一対の支持部36c,36dが車体側固定部32の一対の軸支部32b,32cの間に挿入された状態で、この挿通孔にヒンジ軸34が挿通されている。
補剛部材50Aの第1の端部52の先端には、ドアヒンジ30Aに対する接続部である板状の接続フランジ部53が形成されている。本実施形態において、接続フランジ部53は、設置状態で、ドアヒンジ30Aのドア側基部36a,36bを対向配置されるように形成されている。補剛部材50Aの接続フランジ部53は、インナパネル28の前フランジ部28bを間に挟んだ状態で、ドアヒンジ30Aのドア側基部36a,36bに固定具58を用いて固定される。
第2の実施形態のサイドドア構造20では、車両10の走行時に、車体本体12から各ドアヒンジ30A,30Bを介してサイドドア22に伝達される振動エネルギーが、ドアヒンジ30A,30Bをインナパネル28に固定する固定具58を介して各補剛部材50A,50Bに伝達される。各補剛部材50A,50Bに伝達された振動エネルギーは、サイドドア22の車両後方側のラッチユニット40へ伝達され、さらに、ラッチ44と係合するストライカ15を介してサイドドア22の車両後方側のセンターピラー14へ伝達されて車体本体12に分散される。各補剛部材50A,50Bは、アウタパネル26とは非接合状態であるため、各補剛部材50A,50Bからアウタパネル26に振動エネルギーが直接伝達されることもない。これにより、アウタパネル26全体の振動を効率よく低減することができる。
一般的に、サイドドア22に用いられるドアヒンジ30A,30Bは、車体側固定部32、ヒンジ軸34及びドア側固定部36を備えている。本実施形態のサイドドア構造20では、従来のドアヒンジ30A,30Bのドア側固定部36をインナパネル28に固定し、このドア側固定部36に、補剛部材50A,50Bの第1の端部52を固定する簡易かつ安価な構造で、補剛部材50A,50をドアヒンジ30A,30Bに接続することができる。このように、既存の構造を利用することで、コストの増加を抑制することができる。さらに、従来、車両10の側面衝突に対するドアパネル24の補強部材として用いていたドアビームを、補剛部材50A,50Bに置き換えることが可能であるため、サイドドア22の製造コストを低減することができる。
なお、本発明は上述した実施の形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
例えば、上述した実施形態では、補剛部材50A,50Bを2本取付けているが、補剛部材50A,50Bは、いずれか1つのドアヒンジ30A又は30Bと、ラッチユニット40とを連結するように、1本のみ取付けられる構造であってもよい。
10 車両
12 車体本体
13 フロントピラー
14 センターピラー
15 ストライカ
20 サイドドア構造
22 サイドドア
24 ドアパネル
26 アウタパネル
28 インナパネル
30A,30B ドアヒンジ
32 車体側固定部
34 ヒンジ軸
36 ドア側固定部
40 ラッチユニット
42 筐体
44 ラッチ
50A,50B 補剛部材
52 第1の端部
54 第2の端部

Claims (4)

  1. 車両のサイドドアの外表面を形成するアウタパネル及び前記アウタパネルの車内側に配置されるインナパネルを有するドアパネルと、
    前記ドアパネルの車両前方側に取付けられ、車体本体に対して前記ドアパネルを回動可能に支持するドアヒンジと、
    を備えた車両用サイドドア構造において、
    前記ドアパネルの車両後方側に取付けられ、前記車体本体に固定されたストライカに対して係脱可能なラッチを有するラッチユニットと、
    前記アウタパネルとは非接合状態で前記ドアパネルの幅方向に延び、第1の端部が前記ドアヒンジに接続され、第2の端部が前記ラッチユニットに接続された補剛部材と、を備えたことを特徴とする車両用サイドドア構造。
  2. 前記ドアヒンジは、前記車体本体に固定される車体側固定部と、前記車体側固定部に支持されたヒンジ軸と、を備え、
    前記補剛部材の前記第1の端部は、前記ヒンジ軸が貫通した状態で、該ヒンジ軸に接続されることを特徴とする請求項1に記載の車両用サイドドア構造。
  3. 前記ドアパネルと前記ドアヒンジとは、前記インナパネルに固定された前記補剛部材の前記第1の端部を介して互いに連結されることを特徴とする請求項2に記載の車両用サイドドア構造。
  4. 前記ドアヒンジは、前記車体本体に固定される車体側固定部と、前記車体側固定部に支持されたヒンジ軸と、前記ヒンジ軸を介して前記車体側固定部に対して回動可能であって前記インナパネルに固定されるドア側固定部と、を備え、
    前記補剛部材の前記第1の端部は、前記ドア側固定部に固定されたことを特徴とする請求項1に記載の車両用サイドドア構造。
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