JP4287689B2 - 車両用ドア - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、剛性と緩衝性とを備えた車両用ドアに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の剛性を備えた車両用ドアとしては、ドア本体部の上部の強度を確保するために、ドア本体の上部に前後方向に延設されたインナフレーム（インナリインフォースメント）を設けた車両用ドアの補強構造が知られている（例えば、特許文献１参照）。
この車両用ドアの補強構造は、アウタドアパネルの上端部に設置したアウタリインフォースメントと、インナドアパネルの上端部に設置したインナリインフォースメントとからなる。アウタリインフォースメントおよびインナリインフォースメントは、アルミニウム等の軽合金により押し出し成形材で形成された筒状（閉断面形状）のものからなる。
【０００３】
また、従来の軽量化した車両用ドアとしては、ドアの軽量化を図るために、ドア本体の前縁を形成する前枠部材（ドアインナ前方部材）と、ドア本体の後縁を形成する後枠部材(ドアインナ後方部材)と、前記前枠部材と後枠部材とを連結したインナフレーム（ウエスト補強部材、シル押出材）とからなるドア骨格構造が知られている（例えば、特許文献２参照）。
このドア骨格構造におけるインナフレーム（ウエスト補強部材）は、インナウエストレインフォースとアウタウエストレインフォースとからなる。インナウエストレインフォースとアウタウエストレインフォースとは、アルミニウム等の軽合金により押し出し成形材で形成された中空部を有する略筒状（中空断面）のものからなる。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−３３４９５５号公報（第４〜５頁、図３および図４）
【特許文献２】
特開２００１−３４１５２９号公報（第４頁、図１１〜図１５）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１の車内側に配設されたインナリインフォースメントにあっては、剛性を確保するために比較的大きな断面形状を有するため、ドア全体の厚さが厚くなるという問題点があった。
また、特許文献１および２の車内側に配設されたインナリインフォースメントおよびインナウエストレインフォースにあっては、剛性を確保するために中空部を有する閉断面形状をしている。このため、車両の衝突時に乗員がインナリインフォースメントおよびインナウエストレインフォースに衝突した場合、インナリインフォースメントおよびインナウエストレインフォースは、筒状の中空部があるため、変形し難いものであった。
【０００６】
ドア本体の車内側に設けられたインナフレームにあっては、ドア本体を補強するための剛性と、衝突時に乗員を保護するための緩衝性を備えていることが望まれている。
【０００７】
本発明は、その剛性と緩衝性とを備えた車両用ドアを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、請求項１に記載の車両用ドアは、ドア本体の車内側に設けられ、車両の前後方向に伸びるインナフレームを有する車両用ドアであって、前記インナフレームは、長手方向に伸びる開口部と、車内側に湾曲して形成された屈曲部と、当該インナフレームの上部および下部から前記開口部の内方に向かって伸び、基端部が前記屈曲部よりも小さな屈曲半径で屈曲させて平らに形成された一対のフランジ部と、を有するとともに、断面が略Ｃ字状に形成されて、前記開口部が車外側に向くよう前記ドア本体に配設されたことを特徴とする。
なお、特許請求の範囲での「車内側」とは、窓ガラスが配置されている部分に対して、車室の内側寄りに配置されることをいう。
【０００９】
請求項１に記載の発明によれば、車両が衝突してドアに衝突荷重が負荷された場合、ドア本体は、車両の前後方向に伸びるインナフレームを有することにより、インナフレームが衝突時の圧縮荷重、引張荷重および捩れ荷重を受け止め、ドア本体の剛性を増す。このとき、乗員が車内側からインナフレームに衝突したとき、インナフレームは、開口部を有するとともに、断面が略Ｃ字状に形成されていることにより、閉断面形状より比較的屈曲変形し易いため、緩衝性を有し、乗員を衝撃から保護することができる。これにより、インナフレームは、剛性と適度な緩衝性を兼ね備えることができる。
【００１０】
請求項２に記載の車両用ドアは、車両の前方側に設けた前枠部材と、車両の後方側に設けた後枠部材と、前記前枠部材と前記後枠部材とを車内側で連結するインナフレームと、を有するドア本体を備える車両用ドアであって、前記インナフレームは、長手方向に伸びる開口部と、車内側に湾曲して形成された屈曲部と、当該インナフレームの上部および下部から前記開口部の内方に向かって伸び、基端部が前記屈曲部よりも屈曲半径で屈曲させて平らに形成された一対のフランジ部と、を有するとともに、断面が略Ｃ字状に形成されて、前記開口部が車外側に向くよう前記ドア本体に配設されたことを特徴とする。
【００１１】
請求項２に記載の発明によれば、本体ドアは、前枠部材と、後枠部材と、前枠部材と後枠部材とを連結するインナフレームとを有することにより、ドア本体を骨格構造に形成することができるため、アルミニウムやマグネシウム等のプレス成形性に劣る材料であってもそれらの部材を連結してドアを容易に作ることができる。これにより、ドアは、軽合金で形成することが可能となり、車両全体の軽量化と燃費の向上を図ることができる。
また、車両が衝突してドアに衝突荷重が負荷された場合、ドア本体は、前枠部材と後枠部材とがインナフレームで連結されていることにより、インナフレームが衝突時の圧縮荷重、引張荷重および捩れ荷重を受け止めるため、ドア本体が座屈することを阻止する。したがって、ドアは、インナフレームによって補強され、剛性を増す。また、そのとき、乗員が車内側からインナフレームに衝突した場合、断面が略Ｃ字状に形成されたインナフレームが、開口部が車外側に向くよう前記ドア本体に配設されていることにより、その開口部の上下の縁や、インナフレームの開口部より車内側の箇所が所定以上の衝撃が負荷されると屈曲するため、緩衝性が備わって、乗員を衝撃から保護することができるようになる。
【００１２】
請求項３に記載の車両用ドアは、請求項１または請求項２に記載の車両用ドアであって、前記フランジ部の各上下幅は、前記断面が略Ｃ字状の部分を構成する基体部の上下幅の１／４〜１／２の長さに設定されていることを特徴とする。
【００１３】
請求項３に記載の発明によれば、インナフレームは、開口部の内方に向かって伸びる一対のフランジ部の各上下幅が、基体部の上下幅の１／４〜１／２の長さに形成されていることにより、インナフレームの横断面積が広く形成されるため、剛性が備わっている。例えば、車両の正面方向から衝撃力を受ける衝突をした場合、インナフレームは、前記フランジ部を有することにより、剛性があるため、圧縮荷重や捩れ荷重や引張荷重を受けても、屈曲および捩れ変形し難くなり、ドアを適度に補強することができる。
【００１４】
請求項４に記載の車両用ドアは、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の車両用ドアであって、前記インナフレームの車幅方向の幅は、前記断面が略Ｃ字状の部分を構成する基体部の上下幅の１／６〜１／１の長さに設定されていることを特徴とする。
【００１５】
請求項４に記載の発明によれば、インナフレームは、このインナフレームの車幅方向の幅が基体部の上下幅の１／６〜１／１の長さに形成されていることにより、曲げモーメントを受け易くなっているため、車幅方向に適度な剛性と緩衝性を得ることができる。例えば、車両が衝突して乗員が車内側からドアに衝突した場合、インナフレームは、前記車幅方向の幅を有することにより、所定以上の車幅方向の衝撃力が負荷されると、この車幅方向の幅を有する箇所等が乗員に押されて曲がって衝撃を緩衝し、乗員を衝撃から保護することができるようになる。
【００１６】
請求項５に記載の車両用ドアは、請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の車両用ドアであって、前記インナフレームは、車内側の側面と、この側面の上下端部から車外側に伸びる上下の脚部との連結部分が湾曲して形成されたことを特徴とする。
なお、前記した湾曲して形成された連結部分は、曲率半径５ｍｍ以上の曲面で形成されることが望ましい。
【００１７】
請求項５に記載の発明によれば、車両の衝突時に乗員が車内側からインナフレームに衝突した場合、インナフレームは、車内側の側面と、この側面の上下端部から車外側に伸びる上下の脚部との連結部分が湾曲して形成されていることにより、連結部分で応力が集中することを避けることができるので、確実に荷重を受けとめることができる。また、中空状の膨らみを有するため、乗員をソフトに受け止めることができる。
また、請求項６に記載の車両用ドアは、請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の車両用ドアであって、前記インナフレームは、前記ドア本体の上部の最も車室側寄りに設置されていることを特徴とする。
請求項６に記載の発明によれば、車両の衝突時に乗員が車内側からインナフレームに衝突した場合、インナフレームは、乗員に押されて潰れて、衝撃を緩衝し、乗員を衝撃から保護することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態に係る車両用ドアを説明する。
なお、本発明の実施形態では、「前」は車両の進行方向側、「後」は車両の後退方向側、「上」は鉛直上方側、「下」は鉛直下方側、「左右」は車幅方向側とする。
【００１９】
まず、図１および図２を参照してドアについて説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係る車両用ドアを示す図で、ドアの一部断面を有する側面図である。図２は、本発明の実施の形態に係る車両用ドアを示す分解斜視図である。
【００２０】
図１および図２に示すように、ドアＤは、例えば、車体の左右または後端部に配置されるヒンジ式ドアやスライド式ドアやガルウイング式ドア等からなる。なお、このドアＤの形式は、特に限定しない。
以下、ヒンジを中心として回動して後開きする左前のヒンジ式のドアＤを例にして本発明を説明する。
【００２１】
図２に示すように、ドアＤは、ドア本体１と、このドア本体１の車外側に設置されるアウタパネル２と、ドア本体１に設置され、窓ガラス３１を昇降させるためのウインド装置３と、ドア本体１の車室Ｒ（図１参照）内側に設置されるライニング４と、このライニング４に設置されるインサイドハンドル５と、ドアＤを施錠・解錠するドアロック装置６と、スピーカ７と、ドアＤに設置されたスピーカ７やウインド装置３等の電装品を電気的に接続するためのハーネス類８と、ドアＤの全周に設置されるゴム枠９等とを備えてなる。
【００２２】
次に、図２〜図５を参照してドア本体１を説明する。
図３は、本発明の実施の形態に係る車両用ドアを示す図で、車外側から見たドア本体の拡大斜視図である。図４は、本発明の実施の形態に係る車両用ドアを示す図で、車内側から見たドア本体の拡大斜視図である。図５は、本発明の実施の形態に係る車両用ドアを示す図で、ドア本体の拡大分解斜視図である。
【００２３】
図２に示すように、ドア本体１は、ドアＤの骨格となる部材であり、例えば、アルミニウム合金やマグネシウム合金等の軽金属から形成されている。
図３〜図５に示すように、ドア本体１は、車両の前方側に設けた前枠部材１１と、車両の後方側に設けた後枠部材１２と、前枠部材１１と後枠部材１２とを連結して車内側に設けられると共に車両の前後方向に伸びるアッパインナフレーム１３と、アッパインナフレーム１３の車外側に設けられるアッパアウタフレーム１４と、窓ガラス３１（図２参照）を支持する外側ドアサッシ１５と、前枠部材１１と後枠部材１２とを連結する下部フレーム１６と、ドア本体１の補強部材としてのドアビーム１７と、ドア本体１を車体に回動自在に設置するためのヒンジ部材１８，１８とから構成されている。ドア本体１は、前枠部材１１と、後枠部材１２と、アッパインナフレーム１３およびアッパアウタフレーム１４と、下部フレーム１６とで井桁状の枠体を形成している。ドア本体１のこの井桁状の枠体箇所の周縁部には、ヘミング加工と構造用接着剤Ｓ（図９および図１０参照）によってアウタパネル２が固着されている。
なお、アッパインナフレーム１３は、特許請求の範囲における「インナフレーム」に相当する。
【００２４】
次に、ドア本体１を構成する各部材を説明する。まず、図５〜図９を参照して前枠部材１１を説明する。
図５に示すように、前枠部材１１は、ドア本体１の前側の骨格を構成する部材であり、例えば、アルミダイキャスト型で成形したアルミダイキャスト品等の軽金属により形成されている。この前枠部材１１は、外側ドアサッシ１５が固着されるサッシ取付部１１ａと、アッパインナフレーム１３が固着される係合溝１１ｂと、アッパアウタフレーム１４およびアウタパネル２（図２参照）が固着される固着面１１ｃと、ドアビーム１７が固着されるブラケット１９と、下部フレーム１６が固着される連結部１１ｅと、ヒンジ部材１８，１８が設けられる前側面１１ｆと、アウタパネル２（図２参照）が固着される外側周縁部１１ｈとを有してなる。前枠部材１１の上端部には、サッシ取付部１１ａ、係合溝１１ｂ、固着面１１ｃ、ブラケット１９および上側のヒンジ部材１８が配設され、前枠部材１１の下端部には、連結部１１ｅおよび下側のヒンジ部材１８が配設され、前枠部材１１の前側最端および下端には、外側周縁部１１ｈが配設されている。
【００２５】
サッシ取付部１１ａは、外側ドアサッシ１５の前側下端部１５ａが前枠部材１１の上端部に係合され、構造用接着剤Ｓ（図９および図１０参照）で固着される箇所である。そのサッシ取付部１１ａには、外側ドアサッシ１５の前側下端部１５ａが嵌入される切欠部１１ｇ（図６参照）が形成されている。このサッシ取付部１１ａには、構造用接着剤Ｓが塗付され、この構造用接着剤Ｓによって外側ドアサッシ１５が固定されている。
なお、構造用接着剤Ｓ（図９および図１０参照）とは、例えば、エポキシ系等のアルミニウム合金用接着剤である。
【００２６】
図６は、本発明の実施の形態に係る車両用ドアを示す図で、車外側から見たアッパインナフレームと前枠部材との連結状態を示す要部拡大斜視図である。図７は、本発明の実施の形態に係る車両用ドアを示す図で、アッパアウタフレームを離脱したときのアッパインナフレームと前枠部材との連結状態を示す要部拡大斜視図である。図８は、図１のＨ部拡大図である。図９は、図６のＡ−Ａ拡大断面図である。
【００２７】
図７、図８および図９に示すように、係合溝１１ｂは、前記サッシ取付部１１ａの近傍の下側後方部に形成された略Ｕ字状の溝であり、アッパインナフレーム１３の前端部１３ａを係合して保持するための溝である。この係合溝１１ｂには、アッパインナフレーム１３の前端部１３ａが構造用接着剤Ｓを介して嵌着されるとともに、さらにリベットによって固着されている。
【００２８】
図５に示すように、固着面１１ｃは、前記係合溝１１ｂの前側に形成された平らな面であり、この固着面１１ｃには、アッパアウタフレーム１４の前端部およびアウタパネル２の上端部が構造用接着剤Ｓを介して接着されるとともに、さらにリベットにより固着されている。
【００２９】
連結部１１ｅは、前枠部材１１の下端部から後枠部材１２に向けて突出形成された突出片からなり、この連結部１１ｅには、下部フレーム１６の前端部が構造用接着剤Ｓを介して接着されるとともに、さらにリベットにより固着されている。
【００３０】
前側面１１ｆは、ドア本体１の前側側面を形成する箇所であり、この前側面１１ｆには、上下に２つのヒンジ部材１８がねじ止めされている。
【００３１】
外側周縁部１１ｈは、ドア本体１の前側面および前側下端に位置する箇所であり、この外側周縁部１１ｈには、アウタパネル２（図２参照）が構造用接着剤Ｓおよびヘミング加工によって取り付けられる。
【００３２】
ブラケット１９は、前枠部材１１の係合溝１１ｂの下方に溶接等によって一体に固着され、このブラケット１９には、ドアビーム１７の前端部１７ａが溶接等によって固着されている。
【００３３】
次に、図３、図５および図１０を参照して後枠部材１２を説明する。
図３に示すように、後枠部材１２は、ドア本体１の後側の骨格を形成する部材であり、例えば、アルミダイキャスト型で成形したアルミダイキャスト品等の軽金属により形成されている。この後枠部材１２は、外側ドアサッシ１５が固着されるサッシ取付部１２ａと、アッパインナフレーム１３が固着される係合溝１２ｂと、ドアビーム１７が固着される固着面１２ｃと、下部フレーム１６が固着される連結部１２ｄとを有してなる。後枠部材１２は、上端部にサッシ取付部１２ａ、係合溝１２ｂが配設され、下端部に固着面１２ｃおよび連結部１２ｄが配設されている。
【００３４】
図１０は、図３のＢ−Ｂ拡大断面図である。
図１０に示すように、サッシ取付部１２ａには、外側ドアサッシ１５の後側下端部１５ｂに形成した接合面１２ｅが後枠部材１２の上端部に接合され、構造用接着剤Ｓで接着されるとともに、さらにリベットによって強固に固着されている。このサッシ取付部１２ａに固着された外側ドアサッシ１５の後側下端部１５ｂには、アッパアウタフレーム１４がマスチックシーラ等の接着性シール部材Ｍによって固着されている。
【００３５】
図５に示すように、係合溝１２ｂは、前記サッシ取付部１２ａの近傍の前方部に形成された略Ｕ字状の溝であり、アッパインナフレーム１３の後端部１３ｂを係合して保持するための溝である。この係合溝１２ｂには、アッパインナフレーム１３の後端部１３ｂが嵌合されるとともに、構造用接着剤Ｓによって固着されている。
固着面１２ｃは、後枠部材１２の下側前端部に形成された平らな面であり、この固着面１２ｃには、ドアビーム１７の後端部１７ｂが構造用接着剤Ｓによって固着されている。
連結部１２ｄは、後枠部材１２の下端部から前枠部材１１に向けて突出形成された突出片からなり、この連結部１２ｄには、下部フレーム１６の後端部１６ｂが構造用接着剤Ｓを介して接着されるとともに、さらにリベットにより固着されている。
【００３６】
次に、図５、図８および図９を参照してアッパインナフレーム１３を説明する。
図５に示すように、アッパインナフレーム１３は、アルミニウム合金またはマグネシウム合金等の軽合金の押し出し型材等からなる。このアッパインナフレーム１３は、横断面が略Ｃ字状の基体部１３ｊと、この基体部１３ｊの上端から窓ガラス３１（図８参照）に沿って上方に延設されたガイド部１３ｋとを一体形成してなる。このアッパインナフレーム１３は、一端を前枠部材１１に連結し、他端を後枠部材１２に連結すると共に、車体の前後方向に延設されている。
基体部１３ｊは、前枠部材１１に固着される前端部１３ａと、後枠部材１２に固着される後端部１３ｂと、車幅方向の車外側に開放する開口部１３ｃと、車内側に形成された側面１３ｄと、この側面１３ｄの上下端部から車外側に伸びる上下の脚部１３ｍ，１３ｎと、前記側面１３ｄとその脚部１３ｍ，１３ｎとの連結部分に形成されるとともに、車内側に湾曲して形成された屈曲部１３ｇ，１３ｈと、前記開口部１３ｃに臨んで上下幅方向の内方に互いに伸びる一対の内向きのフランジ部１３ｅ，１３ｆとを一体形成してなる。基体部１３ｊは、車内側に、湾曲して形成された屈曲部１３ｇ，１３ｈを有し、車幅方向に弾性を備えている。
図８に示すように、開口部１３ｃは、横断面が略Ｃ字状に形成されて長手方向に伸びた状態で前枠部材１１と後枠部材１２との間に介在されるとともに、車外側に向くようにドア本体１に配設されている。
フランジ部１３ｅ，１３ｆの上下幅Ｌ２は、基体部１３ｊの上下幅Ｌ１の１／４〜１／２の長さに設定されている。その基体部１３ｊの上下幅Ｌ１は、例えば、約１０５ｍｍ、フランジ部１３ｅ，１３ｆの上下幅Ｌ２は、約２５ｍｍである。フランジ部１３ｅ，１３ｆの基端部は、屈曲部１３ｇ，１３ｈに対して、比較的小さな屈曲半径で屈曲させて平らに形成されている。フランジ部１３ｅ，１３ｆは、図２に示すウインド装置３のガイドレール３４やハーネス類８を取り付け易くするために、内向きに広い平面を形成してなる。
アッパインナフレーム１３の車幅方向の幅Ｌ３は、基体部１３ｊの上下幅Ｌ１の１／６〜１／１の長さに設定されている。アッパインナフレーム１３の車幅方向の幅Ｌ３は、例えば、約２２ｍｍである。
図８および図９に示すように、上側の屈曲部１３ｇは、アッパインナフレーム１３の側面１３ｄに対して鈍角に湾曲させて形成されている。このため、脚部１３ｍ，１３ｎが、車幅方向に対して車外側に向うにつれて拡開して形成される。図９に示すように、この脚部１３ｍは、車内側に設置される前枠部材１１に対して、容易に係合させて組み付けることができるように、先細状に傾斜して形成されている。
下側の屈曲部１３ｈは、アッパインナフレーム１３の側面１３ｄに対して直角に湾曲させて形成されている。このため、脚部１３ｎは、車内側に設置される前枠部材１１の係合溝１１ｂの内壁に、容易に載置して支持できるように、車外側方向に水平に形成される。
【００３７】
図５に示すように、アッパアウタフレーム１４は、例えば、車体の前後方向に延設されたアルミニウム合金の押し出し型材等からなる部材で、アッパインナフレーム１３の車外側に略平行に配置されている。アッパアウタフレーム１４は、前枠部材１１に固着される前端部１４ａと、後枠部材１２に固着される後端部１４ｂと、アウタパネル２をヘミング加工して取り付ける上端部１４ｃと、複数箇所に設けられた接着性シール部材Ｍによってアウタパネル２に固着される下端部１４ｄとを有してなる。
【００３８】
次に、図１および図５を参照して外側ドアサッシ１５、下部フレーム１６およびドアビーム１７を順に説明する。
図５に示すように、外側ドアサッシ１５は、アルミニウム合金の押し出し型材等の軽金属からなる上側サッシ部材１５１と後側サッシ部材１５２とを上端で溶接によって連結してなる。なお、この上側サッシ部材１５１と後側サッシ部材１５２とは、一体形成されたものであってもよい。また、後側サッシ部材１５２は、後枠部材１２の上方に一体形成したものであってもよい。
【００３９】
下部フレーム１６は、アルミニウム合金等の軽合金からなる圧延板材または押し出し型材であり、井桁状のドア本体１の下枠部分を構成している。下部フレーム１６は、前端部１６ａを前枠部材１１に、後端部１６ｂを後枠部材１２に構造用接着剤Ｓとリベットとにより連結されている。図２に示すように、下部フレーム１６は、下面をアウタパネル２の延出部２ａにより覆われている。
【００４０】
図５に示すように、ドアビーム１７は、例えば、アルミニウム合金等の軽金属からなる補強部材であり、このドアビーム１７は、ドア本体１に対して斜めに配置した断面が略四角形な管状部材から形成されている。ドアビーム１７は、前端部１７ａが後端部１７ｂより高くして前枠部材１１に連結され、後端部１７ｂが後枠部材１２に連結されている。
【００４１】
次に、図２を参照してドア本体１以外のドアＤの各部を説明する。
アウタパネル２は、例えば、アルミニウム合金等の軽合金からなる圧延板材からなり、プレス加工によって成形されている。このアウタパネル２は、ドア本体１の井桁状の枠部分の周縁にヘミング加工と構造用接着剤Ｓとによって取り付けられる。すなわち、アウタパネル２は、上端部にアッパアウタフレーム１４にヘミング加工と構造用接着剤Ｓを併用して固着された状態で、前端部および下端部が前枠部材１１にヘミング加工と構造用接着剤Ｓを併用して固着され、後端部および下端部が後枠部材１２にヘミング加工と構造用接着剤Ｓを併用して固着され、延出部２ａが下部フレーム１６にヘミング加工と構造用接着剤Ｓを併用して固着されている。
【００４２】
ウインド装置３は、ドア本体１の車内側に設置され、窓ガラス３１と、この窓ガラス３１を支持するガイド部材３２，３３と、窓ガラス３１の昇降をガイドするガイドレール３４と、窓ガラス３１を昇降させるためのウインドレギュレータ装置３５とからなる。ガイド部材３２は、アルミニウム合金等の軽金属からなり、前枠部材１１の車内側に固着されている。ガイド部材３３は、アルミニウム合金等の軽金属からなり、後枠部材１２の車内側に固着されている。ガイドレール３４は、アルミニウム合金等の軽金属からなり、上端がアッパインナフレーム１３に固着され、下端が下部フレーム１６に固着されている。ウインドレギュレータ装置３５は、ガイドレール３４に設置されている。
【００４３】
ライニング４は、ドアＤの内装を構成する板材であり、このライニング４には、インサイドハンドル５、スピーカ７およびハーネス類８が設置され、ドア本体１の車内側に固着されている。ドアロック装置６はドア本体１に予め取付けられており、ライニング４の組付け時にインサイドハンドル５、ハーネス類８が接続される。
【００４４】
次に、図１、図３、図４および図８を参照して発明の実施の形態に係る車両用ドアの作用を説明する。
図１に示すように、ドアＤに車内側に乗員Ｇが乗ると、乗員Ｇの最も車室Ｒの外側に位置する肩および腕は、アッパインナフレーム１３の車内側に位置する。例えば、図４に示すように、車両が正面衝突してドアＤに車両前方向（矢印Ｅ方向）から衝突荷重が負荷された場合、ドアＤには、圧縮荷重、捩れ荷重あるいは引張荷重が負荷される。それらの荷重は、特にドア本体１に前後方向を向いて配設されたアッパインナフレーム１３、アッパアウタフレーム１４、下部フレーム１６およびドアビーム１７に負荷される。
【００４５】
ドアＤは、ドア本体１にアッパインナフレーム１３を設置したことにより、前枠部材１１と、後枠部材１２と、アッパインナフレーム１３と、アッパアウタフレーム１４、下部フレーム１６とからなる井桁状の枠体を形成していることにより補強されている。このため、ドア本体１は、剛性を増すことができる。アッパインナフレーム１３は、前枠部材１１と後枠部材１２との間に、荷重の方向（矢印Ｅ方向）と同じ車両の前後方向に向けて配設されているとともに、その前枠部材１１と後枠部材１２とに連結されている。このため、アッパインナフレーム１３は、前枠部材１１に負荷された矢印Ｅ方向の荷重を受け止める突支棒の役目を果す。
【００４６】
図８に示すように、アッパインナフレーム１３は、フランジ部１３ｅ，１３ｆの上下幅Ｌ２が、基体部１３ｊの上下幅Ｌ１の１／４〜１／２の長さで、基体部１３ｊの車幅方向の幅Ｌ３が、上下幅Ｌ１の１／６〜１／１の長さに設定され、断面が略Ｃ字状をしている。このため、アッパインナフレーム１３は、横断面積が広く形成されていることにより、矢印Ｅ方向（図４参照）の圧縮荷重や捩れ荷重や引張荷重を受けたときに、座屈し難く、剛性を備えている。
【００４７】
そして、図４に示すように、アッパインナフレーム１３の前端部１３ａの近傍には、前枠部材１１と後枠部材１２との間に斜めに下がるようにドアビーム１７が配設されている。このため、ドア本体１は、このドアビーム１７があることにより、ドアビーム１７によっても矢印Ｅ方向の圧縮荷重や捩れ荷重や引張荷重の負荷に対して、更に剛性を有する。したがって、矢印Ｅ方向の荷重を受けたとしても、ドア本体１の井桁状の枠形状が崩され難くなり、下部フレーム１６や外側ドアサッシ１５を補強して、衝撃によってそれらが変形することを防止することができる。
【００４８】
例えば、図１に示すように、車両が側面衝突して車幅方向の車外側から車内方向（矢印Ｆ方向）にドアＤに衝突荷重が負荷された場合、ドアＤには、まず、アウタパネル２に荷重が負荷される。次に、図３に示すように、衝突荷重は、アッパアウタフレーム１４、ドアビーム１７、下部フレーム１６、前枠部材１１および後枠部材１２等に負荷される。そして、アッパアウタフレーム１４の車内側には、アッパインナフレーム１３が設置されていることにより、アッパアウタフレーム１４が衝突荷重で車内方向に変形することを受け止めることができるため、乗員Ｇ（図１参照）を保護することができる。
【００４９】
また、図８に示すように、衝突時に乗員Ｇ（図１参照）が車内側からアッパインナフレーム１３に衝突した場合、アッパインナフレーム１３は、車内側に設けた屈曲部１３ｇ，１３ｈ、フランジ部１３ｅ，１３ｆおよび開口部１３ｃを有するとともに、基体部１３ｊの断面が略Ｃ字状に形成されていることにより、その開口部１３ｃに縁や基体部１３ｊの中央部分の側面１３ｄに所定以上の衝撃力が負荷されると圧潰変形または座屈変形するため、緩衝性を備えている。また、アッパインナフレーム１３は、基体部１３ｊの車幅方向の幅Ｌ３が上下幅Ｌ１の１／６〜１／１の長さになっていることにより、基体部１３ｊが乗員Ｇ（図１参照）に押されて潰れるため、基体部１３ｊで衝撃を緩衝して、乗員Ｇを衝撃から保護することができる。
【００５０】
このように、ドアＤを構成する各部材は、ドア本体１を構成するアッパインナフレーム１３等が剛性を有するとともに、ドア本体１が前枠部材１１、後枠部材１２、アッパアウタフレーム１４および下部フレーム１６からなる枠体を構成していることにより、ドアＤが骨格構造になっているため、このドアＤをアルミニウム合金やマグネシウム合金等の軽合金によって容易に形成することができる。ドアＤは、アルミニウム合金やマグネシウム合金等の軽合金から形成することにより、スチール製のドアと比較してドアＤ全体の重量を約２／３に減量することができるため、車体全体の軽量化および燃費の向上に寄与する。また、リサイクルに当たっては、アルミニウムが鉄よりも少ないエネルギーでリサイクルが可能であるなど地球環境への負荷が低減できる。
【００５１】
なお、本発明は、前記実施の形態に限定されものではなく、その技術思想の範囲内で種々の改造および変更が可能であり、本発明はこれら改造および変更された発明にも及ぶことは勿論である。
【００５２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の請求項１に記載の車両用ドアによれば、ドア本体は、車両の前後方向に伸びるインナフレームを有することにより、インナフレームが衝突時の圧縮荷重、引張荷重および捩れ荷重を受け止め、ドア本体の剛性を増すことができる。このため、ドアは、アルミニウム合金やマグネシウム合金等の軽合金で形成することが可能となり、車両全体の軽量化と燃費の向上を図ることができる。インナフレームは、開口部を有するとともに、断面が略Ｃ字状に形成されていることにより、その開口部の縁が比較的屈曲変形し易いため、緩衝性を有し、乗員を衝撃から保護することができる。これにより、インナフレームは、剛性と適度な緩衝性を兼ね備えることができる。
【００５３】
本発明の請求項２に記載の車両用ドアによれば、本体ドアは、前枠部材と、後枠部材と、前枠部材と後枠部材とを連結するインナフレームとを有することにより、ドア本体を骨格構造に形成することができるため、アルミニウムやマグネシウム等のプレス成形性に劣る材料であってもそれらの部材を連結してドアを容易に作ることができる。これにより、ドアは、軽合金で形成することが可能となり、車両全体の軽量化と燃費の向上を図ることができる。
また、そのとき、乗員が車内側からインナフレームに衝突した場合、断面が略Ｃ字状に形成されたインナフレームは、開口部が車外側に向くよう前記ドア本体に配設されていることにより、その開口部の上下の縁や、インナフレームの開口部より車内側の箇所が所定以上の衝撃が負荷されると屈曲し、乗員を広い面で受け止めるため、緩衝性が備わって、乗員を衝撃から保護することができるようになる。
【００５４】
本発明の請求項３に記載の車両用ドアによれば、インナフレームは、開口部の内方に向かって伸びる一対のフランジ部の各上下幅が、基体部の上下幅の１／４〜１／２の長さに形成されていることにより、インナフレームの横断面積が広く形成されるため、剛性を備えることができる。また、車両が正面方向から衝撃力を受ける衝突をした場合、インナフレームは、フランジ部を有することにより、剛性があるため、圧縮荷重や捩れ荷重や引張荷重を受けても、屈曲および捩れ変形し難くなり、ドアを適度に補強することができる。
【００５５】
本発明の請求項４に記載の車両用ドアによれば、インナフレームは、車幅方向の幅が基体部の上下幅の１／６〜１／１の長さに形成されていることにより、曲げモーメントを受け易くなっているため、車幅方向に適度な剛性と緩衝性を得ることができる。例えば、車両が衝突して乗員が車内側からドアに衝突した場合、インナフレームは、前記車幅方向の幅を有することにより、所定以上の車幅方向の衝撃力が負荷されると、この車幅方向の幅を有する箇所等が乗員に押されて曲がって衝撃を緩衝し、乗員を衝撃から保護することができるようになる。
【００５６】
本発明の請求項５に記載の車両用ドアによれば、インナフレームは、車内側の側面と、この側面の上下端部から車外側に伸びる上下の脚部との連結部分が湾曲して形成されていることにより、連結部分で応力が集中することを避けることができるので、確実に荷重を受けとめることができる。また、中空状の膨らみを有するため、乗員をソフトに受け止めて、衝撃を吸収し、乗員を衝撃から保護することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る車両用ドアを示す図で、ドアの一部断面を有する側面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る車両用ドアを示す分解斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る車両用ドアを示す図で、車外側から見たドア本体の拡大斜視図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る車両用ドアを示す図で、車内側から見たドア本体の拡大斜視図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る車両用ドアを示す図で、ドア本体の拡大分解斜視図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る車両用ドアを示す図で、アッパアウタフレームを離脱したときのアッパインナフレームと前枠部材との連結状態を示す要部拡大斜視図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る車両用ドアを示す図で、車内側から見たアッパインナフレームと前枠部材との連結状態を示す要部拡大斜視図である。
【図８】図１のＨ部拡大図である。
【図９】図６のＡ−Ａ拡大断面図である。
【図１０】図３のＢ−Ｂ拡大断面図である。
【符号の説明】
１ ドア本体
２ アウタパネル
１１ 前枠部材
１２ 後枠部材
１３ アッパインナフレーム（インナフレーム）
１３ｃ 開口部
１３ｄ 側面
１３ｅ，１３ｆ フランジ部
１３ｇ，１３ｈ 屈曲部
１３ｊ 基体部
１３ｍ，１３ｎ 脚部
１４ アッパアウタフレーム
Ｄ ドア
Ｇ 乗員
Ｌ１ アッパインナフレームの上下幅
Ｌ２ フランジ部の幅
Ｌ３ アッパインナフレームの車幅方向の幅
【発明の属する技術分野】
本発明は、剛性と緩衝性とを備えた車両用ドアに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の剛性を備えた車両用ドアとしては、ドア本体部の上部の強度を確保するために、ドア本体の上部に前後方向に延設されたインナフレーム（インナリインフォースメント）を設けた車両用ドアの補強構造が知られている（例えば、特許文献１参照）。
この車両用ドアの補強構造は、アウタドアパネルの上端部に設置したアウタリインフォースメントと、インナドアパネルの上端部に設置したインナリインフォースメントとからなる。アウタリインフォースメントおよびインナリインフォースメントは、アルミニウム等の軽合金により押し出し成形材で形成された筒状（閉断面形状）のものからなる。
【０００３】
また、従来の軽量化した車両用ドアとしては、ドアの軽量化を図るために、ドア本体の前縁を形成する前枠部材（ドアインナ前方部材）と、ドア本体の後縁を形成する後枠部材(ドアインナ後方部材)と、前記前枠部材と後枠部材とを連結したインナフレーム（ウエスト補強部材、シル押出材）とからなるドア骨格構造が知られている（例えば、特許文献２参照）。
このドア骨格構造におけるインナフレーム（ウエスト補強部材）は、インナウエストレインフォースとアウタウエストレインフォースとからなる。インナウエストレインフォースとアウタウエストレインフォースとは、アルミニウム等の軽合金により押し出し成形材で形成された中空部を有する略筒状（中空断面）のものからなる。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−３３４９５５号公報（第４〜５頁、図３および図４）
【特許文献２】
特開２００１−３４１５２９号公報（第４頁、図１１〜図１５）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１の車内側に配設されたインナリインフォースメントにあっては、剛性を確保するために比較的大きな断面形状を有するため、ドア全体の厚さが厚くなるという問題点があった。
また、特許文献１および２の車内側に配設されたインナリインフォースメントおよびインナウエストレインフォースにあっては、剛性を確保するために中空部を有する閉断面形状をしている。このため、車両の衝突時に乗員がインナリインフォースメントおよびインナウエストレインフォースに衝突した場合、インナリインフォースメントおよびインナウエストレインフォースは、筒状の中空部があるため、変形し難いものであった。
【０００６】
ドア本体の車内側に設けられたインナフレームにあっては、ドア本体を補強するための剛性と、衝突時に乗員を保護するための緩衝性を備えていることが望まれている。
【０００７】
本発明は、その剛性と緩衝性とを備えた車両用ドアを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、請求項１に記載の車両用ドアは、ドア本体の車内側に設けられ、車両の前後方向に伸びるインナフレームを有する車両用ドアであって、前記インナフレームは、長手方向に伸びる開口部と、車内側に湾曲して形成された屈曲部と、当該インナフレームの上部および下部から前記開口部の内方に向かって伸び、基端部が前記屈曲部よりも小さな屈曲半径で屈曲させて平らに形成された一対のフランジ部と、を有するとともに、断面が略Ｃ字状に形成されて、前記開口部が車外側に向くよう前記ドア本体に配設されたことを特徴とする。
なお、特許請求の範囲での「車内側」とは、窓ガラスが配置されている部分に対して、車室の内側寄りに配置されることをいう。
【０００９】
請求項１に記載の発明によれば、車両が衝突してドアに衝突荷重が負荷された場合、ドア本体は、車両の前後方向に伸びるインナフレームを有することにより、インナフレームが衝突時の圧縮荷重、引張荷重および捩れ荷重を受け止め、ドア本体の剛性を増す。このとき、乗員が車内側からインナフレームに衝突したとき、インナフレームは、開口部を有するとともに、断面が略Ｃ字状に形成されていることにより、閉断面形状より比較的屈曲変形し易いため、緩衝性を有し、乗員を衝撃から保護することができる。これにより、インナフレームは、剛性と適度な緩衝性を兼ね備えることができる。
【００１０】
請求項２に記載の車両用ドアは、車両の前方側に設けた前枠部材と、車両の後方側に設けた後枠部材と、前記前枠部材と前記後枠部材とを車内側で連結するインナフレームと、を有するドア本体を備える車両用ドアであって、前記インナフレームは、長手方向に伸びる開口部と、車内側に湾曲して形成された屈曲部と、当該インナフレームの上部および下部から前記開口部の内方に向かって伸び、基端部が前記屈曲部よりも屈曲半径で屈曲させて平らに形成された一対のフランジ部と、を有するとともに、断面が略Ｃ字状に形成されて、前記開口部が車外側に向くよう前記ドア本体に配設されたことを特徴とする。
【００１１】
請求項２に記載の発明によれば、本体ドアは、前枠部材と、後枠部材と、前枠部材と後枠部材とを連結するインナフレームとを有することにより、ドア本体を骨格構造に形成することができるため、アルミニウムやマグネシウム等のプレス成形性に劣る材料であってもそれらの部材を連結してドアを容易に作ることができる。これにより、ドアは、軽合金で形成することが可能となり、車両全体の軽量化と燃費の向上を図ることができる。
また、車両が衝突してドアに衝突荷重が負荷された場合、ドア本体は、前枠部材と後枠部材とがインナフレームで連結されていることにより、インナフレームが衝突時の圧縮荷重、引張荷重および捩れ荷重を受け止めるため、ドア本体が座屈することを阻止する。したがって、ドアは、インナフレームによって補強され、剛性を増す。また、そのとき、乗員が車内側からインナフレームに衝突した場合、断面が略Ｃ字状に形成されたインナフレームが、開口部が車外側に向くよう前記ドア本体に配設されていることにより、その開口部の上下の縁や、インナフレームの開口部より車内側の箇所が所定以上の衝撃が負荷されると屈曲するため、緩衝性が備わって、乗員を衝撃から保護することができるようになる。
【００１２】
請求項３に記載の車両用ドアは、請求項１または請求項２に記載の車両用ドアであって、前記フランジ部の各上下幅は、前記断面が略Ｃ字状の部分を構成する基体部の上下幅の１／４〜１／２の長さに設定されていることを特徴とする。
【００１３】
請求項３に記載の発明によれば、インナフレームは、開口部の内方に向かって伸びる一対のフランジ部の各上下幅が、基体部の上下幅の１／４〜１／２の長さに形成されていることにより、インナフレームの横断面積が広く形成されるため、剛性が備わっている。例えば、車両の正面方向から衝撃力を受ける衝突をした場合、インナフレームは、前記フランジ部を有することにより、剛性があるため、圧縮荷重や捩れ荷重や引張荷重を受けても、屈曲および捩れ変形し難くなり、ドアを適度に補強することができる。
【００１４】
請求項４に記載の車両用ドアは、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の車両用ドアであって、前記インナフレームの車幅方向の幅は、前記断面が略Ｃ字状の部分を構成する基体部の上下幅の１／６〜１／１の長さに設定されていることを特徴とする。
【００１５】
請求項４に記載の発明によれば、インナフレームは、このインナフレームの車幅方向の幅が基体部の上下幅の１／６〜１／１の長さに形成されていることにより、曲げモーメントを受け易くなっているため、車幅方向に適度な剛性と緩衝性を得ることができる。例えば、車両が衝突して乗員が車内側からドアに衝突した場合、インナフレームは、前記車幅方向の幅を有することにより、所定以上の車幅方向の衝撃力が負荷されると、この車幅方向の幅を有する箇所等が乗員に押されて曲がって衝撃を緩衝し、乗員を衝撃から保護することができるようになる。
【００１６】
請求項５に記載の車両用ドアは、請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の車両用ドアであって、前記インナフレームは、車内側の側面と、この側面の上下端部から車外側に伸びる上下の脚部との連結部分が湾曲して形成されたことを特徴とする。
なお、前記した湾曲して形成された連結部分は、曲率半径５ｍｍ以上の曲面で形成されることが望ましい。
【００１７】
請求項５に記載の発明によれば、車両の衝突時に乗員が車内側からインナフレームに衝突した場合、インナフレームは、車内側の側面と、この側面の上下端部から車外側に伸びる上下の脚部との連結部分が湾曲して形成されていることにより、連結部分で応力が集中することを避けることができるので、確実に荷重を受けとめることができる。また、中空状の膨らみを有するため、乗員をソフトに受け止めることができる。
また、請求項６に記載の車両用ドアは、請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の車両用ドアであって、前記インナフレームは、前記ドア本体の上部の最も車室側寄りに設置されていることを特徴とする。
請求項６に記載の発明によれば、車両の衝突時に乗員が車内側からインナフレームに衝突した場合、インナフレームは、乗員に押されて潰れて、衝撃を緩衝し、乗員を衝撃から保護することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態に係る車両用ドアを説明する。
なお、本発明の実施形態では、「前」は車両の進行方向側、「後」は車両の後退方向側、「上」は鉛直上方側、「下」は鉛直下方側、「左右」は車幅方向側とする。
【００１９】
まず、図１および図２を参照してドアについて説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係る車両用ドアを示す図で、ドアの一部断面を有する側面図である。図２は、本発明の実施の形態に係る車両用ドアを示す分解斜視図である。
【００２０】
図１および図２に示すように、ドアＤは、例えば、車体の左右または後端部に配置されるヒンジ式ドアやスライド式ドアやガルウイング式ドア等からなる。なお、このドアＤの形式は、特に限定しない。
以下、ヒンジを中心として回動して後開きする左前のヒンジ式のドアＤを例にして本発明を説明する。
【００２１】
図２に示すように、ドアＤは、ドア本体１と、このドア本体１の車外側に設置されるアウタパネル２と、ドア本体１に設置され、窓ガラス３１を昇降させるためのウインド装置３と、ドア本体１の車室Ｒ（図１参照）内側に設置されるライニング４と、このライニング４に設置されるインサイドハンドル５と、ドアＤを施錠・解錠するドアロック装置６と、スピーカ７と、ドアＤに設置されたスピーカ７やウインド装置３等の電装品を電気的に接続するためのハーネス類８と、ドアＤの全周に設置されるゴム枠９等とを備えてなる。
【００２２】
次に、図２〜図５を参照してドア本体１を説明する。
図３は、本発明の実施の形態に係る車両用ドアを示す図で、車外側から見たドア本体の拡大斜視図である。図４は、本発明の実施の形態に係る車両用ドアを示す図で、車内側から見たドア本体の拡大斜視図である。図５は、本発明の実施の形態に係る車両用ドアを示す図で、ドア本体の拡大分解斜視図である。
【００２３】
図２に示すように、ドア本体１は、ドアＤの骨格となる部材であり、例えば、アルミニウム合金やマグネシウム合金等の軽金属から形成されている。
図３〜図５に示すように、ドア本体１は、車両の前方側に設けた前枠部材１１と、車両の後方側に設けた後枠部材１２と、前枠部材１１と後枠部材１２とを連結して車内側に設けられると共に車両の前後方向に伸びるアッパインナフレーム１３と、アッパインナフレーム１３の車外側に設けられるアッパアウタフレーム１４と、窓ガラス３１（図２参照）を支持する外側ドアサッシ１５と、前枠部材１１と後枠部材１２とを連結する下部フレーム１６と、ドア本体１の補強部材としてのドアビーム１７と、ドア本体１を車体に回動自在に設置するためのヒンジ部材１８，１８とから構成されている。ドア本体１は、前枠部材１１と、後枠部材１２と、アッパインナフレーム１３およびアッパアウタフレーム１４と、下部フレーム１６とで井桁状の枠体を形成している。ドア本体１のこの井桁状の枠体箇所の周縁部には、ヘミング加工と構造用接着剤Ｓ（図９および図１０参照）によってアウタパネル２が固着されている。
なお、アッパインナフレーム１３は、特許請求の範囲における「インナフレーム」に相当する。
【００２４】
次に、ドア本体１を構成する各部材を説明する。まず、図５〜図９を参照して前枠部材１１を説明する。
図５に示すように、前枠部材１１は、ドア本体１の前側の骨格を構成する部材であり、例えば、アルミダイキャスト型で成形したアルミダイキャスト品等の軽金属により形成されている。この前枠部材１１は、外側ドアサッシ１５が固着されるサッシ取付部１１ａと、アッパインナフレーム１３が固着される係合溝１１ｂと、アッパアウタフレーム１４およびアウタパネル２（図２参照）が固着される固着面１１ｃと、ドアビーム１７が固着されるブラケット１９と、下部フレーム１６が固着される連結部１１ｅと、ヒンジ部材１８，１８が設けられる前側面１１ｆと、アウタパネル２（図２参照）が固着される外側周縁部１１ｈとを有してなる。前枠部材１１の上端部には、サッシ取付部１１ａ、係合溝１１ｂ、固着面１１ｃ、ブラケット１９および上側のヒンジ部材１８が配設され、前枠部材１１の下端部には、連結部１１ｅおよび下側のヒンジ部材１８が配設され、前枠部材１１の前側最端および下端には、外側周縁部１１ｈが配設されている。
【００２５】
サッシ取付部１１ａは、外側ドアサッシ１５の前側下端部１５ａが前枠部材１１の上端部に係合され、構造用接着剤Ｓ（図９および図１０参照）で固着される箇所である。そのサッシ取付部１１ａには、外側ドアサッシ１５の前側下端部１５ａが嵌入される切欠部１１ｇ（図６参照）が形成されている。このサッシ取付部１１ａには、構造用接着剤Ｓが塗付され、この構造用接着剤Ｓによって外側ドアサッシ１５が固定されている。
なお、構造用接着剤Ｓ（図９および図１０参照）とは、例えば、エポキシ系等のアルミニウム合金用接着剤である。
【００２６】
図６は、本発明の実施の形態に係る車両用ドアを示す図で、車外側から見たアッパインナフレームと前枠部材との連結状態を示す要部拡大斜視図である。図７は、本発明の実施の形態に係る車両用ドアを示す図で、アッパアウタフレームを離脱したときのアッパインナフレームと前枠部材との連結状態を示す要部拡大斜視図である。図８は、図１のＨ部拡大図である。図９は、図６のＡ−Ａ拡大断面図である。
【００２７】
図７、図８および図９に示すように、係合溝１１ｂは、前記サッシ取付部１１ａの近傍の下側後方部に形成された略Ｕ字状の溝であり、アッパインナフレーム１３の前端部１３ａを係合して保持するための溝である。この係合溝１１ｂには、アッパインナフレーム１３の前端部１３ａが構造用接着剤Ｓを介して嵌着されるとともに、さらにリベットによって固着されている。
【００２８】
図５に示すように、固着面１１ｃは、前記係合溝１１ｂの前側に形成された平らな面であり、この固着面１１ｃには、アッパアウタフレーム１４の前端部およびアウタパネル２の上端部が構造用接着剤Ｓを介して接着されるとともに、さらにリベットにより固着されている。
【００２９】
連結部１１ｅは、前枠部材１１の下端部から後枠部材１２に向けて突出形成された突出片からなり、この連結部１１ｅには、下部フレーム１６の前端部が構造用接着剤Ｓを介して接着されるとともに、さらにリベットにより固着されている。
【００３０】
前側面１１ｆは、ドア本体１の前側側面を形成する箇所であり、この前側面１１ｆには、上下に２つのヒンジ部材１８がねじ止めされている。
【００３１】
外側周縁部１１ｈは、ドア本体１の前側面および前側下端に位置する箇所であり、この外側周縁部１１ｈには、アウタパネル２（図２参照）が構造用接着剤Ｓおよびヘミング加工によって取り付けられる。
【００３２】
ブラケット１９は、前枠部材１１の係合溝１１ｂの下方に溶接等によって一体に固着され、このブラケット１９には、ドアビーム１７の前端部１７ａが溶接等によって固着されている。
【００３３】
次に、図３、図５および図１０を参照して後枠部材１２を説明する。
図３に示すように、後枠部材１２は、ドア本体１の後側の骨格を形成する部材であり、例えば、アルミダイキャスト型で成形したアルミダイキャスト品等の軽金属により形成されている。この後枠部材１２は、外側ドアサッシ１５が固着されるサッシ取付部１２ａと、アッパインナフレーム１３が固着される係合溝１２ｂと、ドアビーム１７が固着される固着面１２ｃと、下部フレーム１６が固着される連結部１２ｄとを有してなる。後枠部材１２は、上端部にサッシ取付部１２ａ、係合溝１２ｂが配設され、下端部に固着面１２ｃおよび連結部１２ｄが配設されている。
【００３４】
図１０は、図３のＢ−Ｂ拡大断面図である。
図１０に示すように、サッシ取付部１２ａには、外側ドアサッシ１５の後側下端部１５ｂに形成した接合面１２ｅが後枠部材１２の上端部に接合され、構造用接着剤Ｓで接着されるとともに、さらにリベットによって強固に固着されている。このサッシ取付部１２ａに固着された外側ドアサッシ１５の後側下端部１５ｂには、アッパアウタフレーム１４がマスチックシーラ等の接着性シール部材Ｍによって固着されている。
【００３５】
図５に示すように、係合溝１２ｂは、前記サッシ取付部１２ａの近傍の前方部に形成された略Ｕ字状の溝であり、アッパインナフレーム１３の後端部１３ｂを係合して保持するための溝である。この係合溝１２ｂには、アッパインナフレーム１３の後端部１３ｂが嵌合されるとともに、構造用接着剤Ｓによって固着されている。
固着面１２ｃは、後枠部材１２の下側前端部に形成された平らな面であり、この固着面１２ｃには、ドアビーム１７の後端部１７ｂが構造用接着剤Ｓによって固着されている。
連結部１２ｄは、後枠部材１２の下端部から前枠部材１１に向けて突出形成された突出片からなり、この連結部１２ｄには、下部フレーム１６の後端部１６ｂが構造用接着剤Ｓを介して接着されるとともに、さらにリベットにより固着されている。
【００３６】
次に、図５、図８および図９を参照してアッパインナフレーム１３を説明する。
図５に示すように、アッパインナフレーム１３は、アルミニウム合金またはマグネシウム合金等の軽合金の押し出し型材等からなる。このアッパインナフレーム１３は、横断面が略Ｃ字状の基体部１３ｊと、この基体部１３ｊの上端から窓ガラス３１（図８参照）に沿って上方に延設されたガイド部１３ｋとを一体形成してなる。このアッパインナフレーム１３は、一端を前枠部材１１に連結し、他端を後枠部材１２に連結すると共に、車体の前後方向に延設されている。
基体部１３ｊは、前枠部材１１に固着される前端部１３ａと、後枠部材１２に固着される後端部１３ｂと、車幅方向の車外側に開放する開口部１３ｃと、車内側に形成された側面１３ｄと、この側面１３ｄの上下端部から車外側に伸びる上下の脚部１３ｍ，１３ｎと、前記側面１３ｄとその脚部１３ｍ，１３ｎとの連結部分に形成されるとともに、車内側に湾曲して形成された屈曲部１３ｇ，１３ｈと、前記開口部１３ｃに臨んで上下幅方向の内方に互いに伸びる一対の内向きのフランジ部１３ｅ，１３ｆとを一体形成してなる。基体部１３ｊは、車内側に、湾曲して形成された屈曲部１３ｇ，１３ｈを有し、車幅方向に弾性を備えている。
図８に示すように、開口部１３ｃは、横断面が略Ｃ字状に形成されて長手方向に伸びた状態で前枠部材１１と後枠部材１２との間に介在されるとともに、車外側に向くようにドア本体１に配設されている。
フランジ部１３ｅ，１３ｆの上下幅Ｌ２は、基体部１３ｊの上下幅Ｌ１の１／４〜１／２の長さに設定されている。その基体部１３ｊの上下幅Ｌ１は、例えば、約１０５ｍｍ、フランジ部１３ｅ，１３ｆの上下幅Ｌ２は、約２５ｍｍである。フランジ部１３ｅ，１３ｆの基端部は、屈曲部１３ｇ，１３ｈに対して、比較的小さな屈曲半径で屈曲させて平らに形成されている。フランジ部１３ｅ，１３ｆは、図２に示すウインド装置３のガイドレール３４やハーネス類８を取り付け易くするために、内向きに広い平面を形成してなる。
アッパインナフレーム１３の車幅方向の幅Ｌ３は、基体部１３ｊの上下幅Ｌ１の１／６〜１／１の長さに設定されている。アッパインナフレーム１３の車幅方向の幅Ｌ３は、例えば、約２２ｍｍである。
図８および図９に示すように、上側の屈曲部１３ｇは、アッパインナフレーム１３の側面１３ｄに対して鈍角に湾曲させて形成されている。このため、脚部１３ｍ，１３ｎが、車幅方向に対して車外側に向うにつれて拡開して形成される。図９に示すように、この脚部１３ｍは、車内側に設置される前枠部材１１に対して、容易に係合させて組み付けることができるように、先細状に傾斜して形成されている。
下側の屈曲部１３ｈは、アッパインナフレーム１３の側面１３ｄに対して直角に湾曲させて形成されている。このため、脚部１３ｎは、車内側に設置される前枠部材１１の係合溝１１ｂの内壁に、容易に載置して支持できるように、車外側方向に水平に形成される。
【００３７】
図５に示すように、アッパアウタフレーム１４は、例えば、車体の前後方向に延設されたアルミニウム合金の押し出し型材等からなる部材で、アッパインナフレーム１３の車外側に略平行に配置されている。アッパアウタフレーム１４は、前枠部材１１に固着される前端部１４ａと、後枠部材１２に固着される後端部１４ｂと、アウタパネル２をヘミング加工して取り付ける上端部１４ｃと、複数箇所に設けられた接着性シール部材Ｍによってアウタパネル２に固着される下端部１４ｄとを有してなる。
【００３８】
次に、図１および図５を参照して外側ドアサッシ１５、下部フレーム１６およびドアビーム１７を順に説明する。
図５に示すように、外側ドアサッシ１５は、アルミニウム合金の押し出し型材等の軽金属からなる上側サッシ部材１５１と後側サッシ部材１５２とを上端で溶接によって連結してなる。なお、この上側サッシ部材１５１と後側サッシ部材１５２とは、一体形成されたものであってもよい。また、後側サッシ部材１５２は、後枠部材１２の上方に一体形成したものであってもよい。
【００３９】
下部フレーム１６は、アルミニウム合金等の軽合金からなる圧延板材または押し出し型材であり、井桁状のドア本体１の下枠部分を構成している。下部フレーム１６は、前端部１６ａを前枠部材１１に、後端部１６ｂを後枠部材１２に構造用接着剤Ｓとリベットとにより連結されている。図２に示すように、下部フレーム１６は、下面をアウタパネル２の延出部２ａにより覆われている。
【００４０】
図５に示すように、ドアビーム１７は、例えば、アルミニウム合金等の軽金属からなる補強部材であり、このドアビーム１７は、ドア本体１に対して斜めに配置した断面が略四角形な管状部材から形成されている。ドアビーム１７は、前端部１７ａが後端部１７ｂより高くして前枠部材１１に連結され、後端部１７ｂが後枠部材１２に連結されている。
【００４１】
次に、図２を参照してドア本体１以外のドアＤの各部を説明する。
アウタパネル２は、例えば、アルミニウム合金等の軽合金からなる圧延板材からなり、プレス加工によって成形されている。このアウタパネル２は、ドア本体１の井桁状の枠部分の周縁にヘミング加工と構造用接着剤Ｓとによって取り付けられる。すなわち、アウタパネル２は、上端部にアッパアウタフレーム１４にヘミング加工と構造用接着剤Ｓを併用して固着された状態で、前端部および下端部が前枠部材１１にヘミング加工と構造用接着剤Ｓを併用して固着され、後端部および下端部が後枠部材１２にヘミング加工と構造用接着剤Ｓを併用して固着され、延出部２ａが下部フレーム１６にヘミング加工と構造用接着剤Ｓを併用して固着されている。
【００４２】
ウインド装置３は、ドア本体１の車内側に設置され、窓ガラス３１と、この窓ガラス３１を支持するガイド部材３２，３３と、窓ガラス３１の昇降をガイドするガイドレール３４と、窓ガラス３１を昇降させるためのウインドレギュレータ装置３５とからなる。ガイド部材３２は、アルミニウム合金等の軽金属からなり、前枠部材１１の車内側に固着されている。ガイド部材３３は、アルミニウム合金等の軽金属からなり、後枠部材１２の車内側に固着されている。ガイドレール３４は、アルミニウム合金等の軽金属からなり、上端がアッパインナフレーム１３に固着され、下端が下部フレーム１６に固着されている。ウインドレギュレータ装置３５は、ガイドレール３４に設置されている。
【００４３】
ライニング４は、ドアＤの内装を構成する板材であり、このライニング４には、インサイドハンドル５、スピーカ７およびハーネス類８が設置され、ドア本体１の車内側に固着されている。ドアロック装置６はドア本体１に予め取付けられており、ライニング４の組付け時にインサイドハンドル５、ハーネス類８が接続される。
【００４４】
次に、図１、図３、図４および図８を参照して発明の実施の形態に係る車両用ドアの作用を説明する。
図１に示すように、ドアＤに車内側に乗員Ｇが乗ると、乗員Ｇの最も車室Ｒの外側に位置する肩および腕は、アッパインナフレーム１３の車内側に位置する。例えば、図４に示すように、車両が正面衝突してドアＤに車両前方向（矢印Ｅ方向）から衝突荷重が負荷された場合、ドアＤには、圧縮荷重、捩れ荷重あるいは引張荷重が負荷される。それらの荷重は、特にドア本体１に前後方向を向いて配設されたアッパインナフレーム１３、アッパアウタフレーム１４、下部フレーム１６およびドアビーム１７に負荷される。
【００４５】
ドアＤは、ドア本体１にアッパインナフレーム１３を設置したことにより、前枠部材１１と、後枠部材１２と、アッパインナフレーム１３と、アッパアウタフレーム１４、下部フレーム１６とからなる井桁状の枠体を形成していることにより補強されている。このため、ドア本体１は、剛性を増すことができる。アッパインナフレーム１３は、前枠部材１１と後枠部材１２との間に、荷重の方向（矢印Ｅ方向）と同じ車両の前後方向に向けて配設されているとともに、その前枠部材１１と後枠部材１２とに連結されている。このため、アッパインナフレーム１３は、前枠部材１１に負荷された矢印Ｅ方向の荷重を受け止める突支棒の役目を果す。
【００４６】
図８に示すように、アッパインナフレーム１３は、フランジ部１３ｅ，１３ｆの上下幅Ｌ２が、基体部１３ｊの上下幅Ｌ１の１／４〜１／２の長さで、基体部１３ｊの車幅方向の幅Ｌ３が、上下幅Ｌ１の１／６〜１／１の長さに設定され、断面が略Ｃ字状をしている。このため、アッパインナフレーム１３は、横断面積が広く形成されていることにより、矢印Ｅ方向（図４参照）の圧縮荷重や捩れ荷重や引張荷重を受けたときに、座屈し難く、剛性を備えている。
【００４７】
そして、図４に示すように、アッパインナフレーム１３の前端部１３ａの近傍には、前枠部材１１と後枠部材１２との間に斜めに下がるようにドアビーム１７が配設されている。このため、ドア本体１は、このドアビーム１７があることにより、ドアビーム１７によっても矢印Ｅ方向の圧縮荷重や捩れ荷重や引張荷重の負荷に対して、更に剛性を有する。したがって、矢印Ｅ方向の荷重を受けたとしても、ドア本体１の井桁状の枠形状が崩され難くなり、下部フレーム１６や外側ドアサッシ１５を補強して、衝撃によってそれらが変形することを防止することができる。
【００４８】
例えば、図１に示すように、車両が側面衝突して車幅方向の車外側から車内方向（矢印Ｆ方向）にドアＤに衝突荷重が負荷された場合、ドアＤには、まず、アウタパネル２に荷重が負荷される。次に、図３に示すように、衝突荷重は、アッパアウタフレーム１４、ドアビーム１７、下部フレーム１６、前枠部材１１および後枠部材１２等に負荷される。そして、アッパアウタフレーム１４の車内側には、アッパインナフレーム１３が設置されていることにより、アッパアウタフレーム１４が衝突荷重で車内方向に変形することを受け止めることができるため、乗員Ｇ（図１参照）を保護することができる。
【００４９】
また、図８に示すように、衝突時に乗員Ｇ（図１参照）が車内側からアッパインナフレーム１３に衝突した場合、アッパインナフレーム１３は、車内側に設けた屈曲部１３ｇ，１３ｈ、フランジ部１３ｅ，１３ｆおよび開口部１３ｃを有するとともに、基体部１３ｊの断面が略Ｃ字状に形成されていることにより、その開口部１３ｃに縁や基体部１３ｊの中央部分の側面１３ｄに所定以上の衝撃力が負荷されると圧潰変形または座屈変形するため、緩衝性を備えている。また、アッパインナフレーム１３は、基体部１３ｊの車幅方向の幅Ｌ３が上下幅Ｌ１の１／６〜１／１の長さになっていることにより、基体部１３ｊが乗員Ｇ（図１参照）に押されて潰れるため、基体部１３ｊで衝撃を緩衝して、乗員Ｇを衝撃から保護することができる。
【００５０】
このように、ドアＤを構成する各部材は、ドア本体１を構成するアッパインナフレーム１３等が剛性を有するとともに、ドア本体１が前枠部材１１、後枠部材１２、アッパアウタフレーム１４および下部フレーム１６からなる枠体を構成していることにより、ドアＤが骨格構造になっているため、このドアＤをアルミニウム合金やマグネシウム合金等の軽合金によって容易に形成することができる。ドアＤは、アルミニウム合金やマグネシウム合金等の軽合金から形成することにより、スチール製のドアと比較してドアＤ全体の重量を約２／３に減量することができるため、車体全体の軽量化および燃費の向上に寄与する。また、リサイクルに当たっては、アルミニウムが鉄よりも少ないエネルギーでリサイクルが可能であるなど地球環境への負荷が低減できる。
【００５１】
なお、本発明は、前記実施の形態に限定されものではなく、その技術思想の範囲内で種々の改造および変更が可能であり、本発明はこれら改造および変更された発明にも及ぶことは勿論である。
【００５２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の請求項１に記載の車両用ドアによれば、ドア本体は、車両の前後方向に伸びるインナフレームを有することにより、インナフレームが衝突時の圧縮荷重、引張荷重および捩れ荷重を受け止め、ドア本体の剛性を増すことができる。このため、ドアは、アルミニウム合金やマグネシウム合金等の軽合金で形成することが可能となり、車両全体の軽量化と燃費の向上を図ることができる。インナフレームは、開口部を有するとともに、断面が略Ｃ字状に形成されていることにより、その開口部の縁が比較的屈曲変形し易いため、緩衝性を有し、乗員を衝撃から保護することができる。これにより、インナフレームは、剛性と適度な緩衝性を兼ね備えることができる。
【００５３】
本発明の請求項２に記載の車両用ドアによれば、本体ドアは、前枠部材と、後枠部材と、前枠部材と後枠部材とを連結するインナフレームとを有することにより、ドア本体を骨格構造に形成することができるため、アルミニウムやマグネシウム等のプレス成形性に劣る材料であってもそれらの部材を連結してドアを容易に作ることができる。これにより、ドアは、軽合金で形成することが可能となり、車両全体の軽量化と燃費の向上を図ることができる。
また、そのとき、乗員が車内側からインナフレームに衝突した場合、断面が略Ｃ字状に形成されたインナフレームは、開口部が車外側に向くよう前記ドア本体に配設されていることにより、その開口部の上下の縁や、インナフレームの開口部より車内側の箇所が所定以上の衝撃が負荷されると屈曲し、乗員を広い面で受け止めるため、緩衝性が備わって、乗員を衝撃から保護することができるようになる。
【００５４】
本発明の請求項３に記載の車両用ドアによれば、インナフレームは、開口部の内方に向かって伸びる一対のフランジ部の各上下幅が、基体部の上下幅の１／４〜１／２の長さに形成されていることにより、インナフレームの横断面積が広く形成されるため、剛性を備えることができる。また、車両が正面方向から衝撃力を受ける衝突をした場合、インナフレームは、フランジ部を有することにより、剛性があるため、圧縮荷重や捩れ荷重や引張荷重を受けても、屈曲および捩れ変形し難くなり、ドアを適度に補強することができる。
【００５５】
本発明の請求項４に記載の車両用ドアによれば、インナフレームは、車幅方向の幅が基体部の上下幅の１／６〜１／１の長さに形成されていることにより、曲げモーメントを受け易くなっているため、車幅方向に適度な剛性と緩衝性を得ることができる。例えば、車両が衝突して乗員が車内側からドアに衝突した場合、インナフレームは、前記車幅方向の幅を有することにより、所定以上の車幅方向の衝撃力が負荷されると、この車幅方向の幅を有する箇所等が乗員に押されて曲がって衝撃を緩衝し、乗員を衝撃から保護することができるようになる。
【００５６】
本発明の請求項５に記載の車両用ドアによれば、インナフレームは、車内側の側面と、この側面の上下端部から車外側に伸びる上下の脚部との連結部分が湾曲して形成されていることにより、連結部分で応力が集中することを避けることができるので、確実に荷重を受けとめることができる。また、中空状の膨らみを有するため、乗員をソフトに受け止めて、衝撃を吸収し、乗員を衝撃から保護することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る車両用ドアを示す図で、ドアの一部断面を有する側面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る車両用ドアを示す分解斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る車両用ドアを示す図で、車外側から見たドア本体の拡大斜視図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る車両用ドアを示す図で、車内側から見たドア本体の拡大斜視図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る車両用ドアを示す図で、ドア本体の拡大分解斜視図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る車両用ドアを示す図で、アッパアウタフレームを離脱したときのアッパインナフレームと前枠部材との連結状態を示す要部拡大斜視図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る車両用ドアを示す図で、車内側から見たアッパインナフレームと前枠部材との連結状態を示す要部拡大斜視図である。
【図８】図１のＨ部拡大図である。
【図９】図６のＡ−Ａ拡大断面図である。
【図１０】図３のＢ−Ｂ拡大断面図である。
【符号の説明】
１ ドア本体
２ アウタパネル
１１ 前枠部材
１２ 後枠部材
１３ アッパインナフレーム（インナフレーム）
１３ｃ 開口部
１３ｄ 側面
１３ｅ，１３ｆ フランジ部
１３ｇ，１３ｈ 屈曲部
１３ｊ 基体部
１３ｍ，１３ｎ 脚部
１４ アッパアウタフレーム
Ｄ ドア
Ｇ 乗員
Ｌ１ アッパインナフレームの上下幅
Ｌ２ フランジ部の幅
Ｌ３ アッパインナフレームの車幅方向の幅
Claims (6)
- ドア本体の車内側に設けられ、車両の前後方向に伸びるインナフレームを有する車両用ドアであって、
前記インナフレームは、長手方向に伸びる開口部と、
車内側に湾曲して形成された屈曲部と、
当該インナフレームの上部および下部から前記開口部の内方に向かって伸び、基端部が前記屈曲部よりも小さな屈曲半径で屈曲させて平らに形成された一対のフランジ部と、
を有するとともに、断面が略Ｃ字状に形成されて、前記開口部が車外側に向くよう前記ドア本体に配設されたことを特徴とする車両用ドア。 - 車両の前方側に設けた前枠部材と、車両の後方側に設けた後枠部材と、前記前枠部材と前記後枠部材とを車内側で連結するインナフレームと、を有するドア本体を備える車両用ドアであって、
前記インナフレームは、長手方向に伸びる開口部と、
車内側に湾曲して形成された屈曲部と、
当該インナフレームの上部および下部から前記開口部の内方に向かって伸び、基端部が前記屈曲部よりも小さな屈曲半径で屈曲させて平らに形成された一対のフランジ部と、
を有するとともに、断面が略Ｃ字状に形成されて、前記開口部が車外側に向くよう前記ドア本体に配設されたことを特徴とする車両用ドア。 - 前記フランジ部の各上下幅は、前記断面が略Ｃ字状の部分を構成する基体部の上下幅の１／４〜１／２の長さに設定されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両用ドア。
- 前記インナフレームの車幅方向の幅は、前記断面が略Ｃ字状の部分を構成する基体部の上下幅の１／６〜１／１の長さに設定されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の車両用ドア。
- 前記インナフレームは、車内側の側面と、この側面の上下端部から車外側に伸びる上下の脚部との連結部分が湾曲して形成されたことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の車両用ドア。
- 前記インナフレームは、前記ドア本体の上部の最も車室側寄りに設置されていることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の車両用ドア。
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