JP4876923B2 - 車両のドア構造 - Google Patents

Description

本発明は車両のドア構造に関し、特にドアフレームを備えた車両のドア構造に関する。

従来、自動車用ドアはドアガラスの枠となるドアフレーム、ドア外板部を構成するドアアウタパネルと、ドア内板部を構成するインナパネルとで構成された袋構造体のドア本体内に、ウインドレギュレータ、ドアガラス等のドア内部構成部品が組み込まれているが（例えば、特許文献１参照）、同一シリーズ車種において略同一の外形意匠であってリアドアを含むボディ後半部のみ構成・意匠を異にする４ドアセダンとステーションワゴンなどの車種構成があった。
特願平３−２００４４５号公報

しかしながら上記の車種構成においてもリアドアの一部を共有化したい要望があり、ドアフレームを専用部品とすると共通部品化したインナパネルにこれを結合する際、ドアフレームの形状における差異を吸収しインナパネルと結合させるべくエクステンションを用いる必要がある。

上記のドア構造を採用した場合ドアフレームの倒れ込み剛性（フレーム剛性）がエクステンションの単品強度のみで決定してしまうので、強度上の不利が生じることが考えられる。このような強度上の不利を避けるため、エクステンションの厚さを厚くし、エクステンション単品の強度のみを上げていくと、インナパネルとエクステンションとの板厚差が大きくなり（エクステンションの方が厚い）、リアドアの繰り返し開閉耐久性等が低下してしまう可能性がある。

本発明は上記事実を考慮し、ドアフレームとインナパネルとをエクステンションを用いて結合させる車両のドア構造においてフレーム剛性を向上させることを目的とする。

請求項１記載の本発明における車両のドア構造は、ドア下部を構成するドア本体の車室内側に配置されたインナパネルと、ドア上部を構成すると共にドア下方側が開放されドアガラスを保持可能な枠状に形成され、前端側下端部が前記インナパネルに接合され且つ後端側下端部が前記インナパネルの上端から離間した位置に配置されたドアフレームと、前記ドアフレーム後端側下端部と前記インナパネルとをドアベルトラインを跨いで繋ぐエクステンションと、前記エクステンションにのみ接合され前記ドアフレームの倒れ込み剛性を補強する追加パッチと、を備えたことを特徴とする。

上記構成によれば、ベルトラインより上のドアフレームとベルトラインより下のインナパネルとを別体として、両者を結合させるエクステンションにのみ接合された剛性を確保するための追加パッチを設けることで、エクステンションに十分な強度を持たせながらインナパネルとの板厚差に起因する問題を回避することが可能となる。

請求項２記載の本発明における車両のドア構造は、前記追加パッチは前記エクステンションに車体前後方向に延在する第１接合面および前記第１接合面と交差し車体幅方向に延在する第２接合面で車体内側より接合され、前記エクステンションにのみ接合されることを特徴とする。

上記構成によれば、追加パッチは２方向からエクステンションにのみ接合されるので、生産性に優れ且つインナパネルとエクステンションとの間に板厚差を生じさせない車両のドア構造とすることができる。

請求項３記載の本発明における車両のドア構造は、前記追加パッチは前記エクステンションに車体前後方向に延在する第１接合面および前記第１接合面と交差し車体幅方向に延在する第２接合面で車体内側より接合され、前記第１接合面でのみ前記エクステンションにスポット溶接されることを特徴とする。

これにより、車体とドアの接する面すなわちドアの後端面に防水のために設けられた、ドアのシール面に打点を設定することなく追加パッチの取付が可能なので、ドアのシール面を保護することができ、かつ生産性に優れたドア構造とすることができる。

本発明は上記構成としたので、ドアフレームとインナパネルとをエクステンションを用いて結合させる車両のドア構造においてフレーム剛性を向上させることができるという優れた効果を有する。

本発明における車両のドア構造の実施形態を図１〜図６に従って説明する。

なお、図中矢印ＦＲは車体前方方向を、矢印ＵＰは車体上方方向を、矢印ＩＮは車体内側方向を、Ｒは車体後方方向を示す。

図１（Ａ）、図２に示すようにセダン用のリアドア１０は、ドア内板を構成するインナパネル３０とドア外板を構成するアウタパネル３１とが対向して結合され、車体上方向が開口した略袋状の構造体となったドア本体内に、ウインドレギュレータ、ドアガラス等のドア内部構成部品が組み込まれ、セダン専用のリアドア１０として構成されている。

図２に示すようにインナパネル３０とアウタパネル３１とはベルトラインＬより車体下側を構成し、開口した車体上方向にはドアガラスの枠となるドアフレーム２０が結合され、リアドア１０の車体上側を構成する。ドアフレーム２０は車体下側が開放された略コの字型の形状をしており、ドアガラスの枠となると共にリアドア１０の車体上方部分を構成している。ドアフレーム２０の車体前方端であるセンターピラー部分を除いた、図中一点鎖線で囲まれたドアフレーム後部２０Ｓはセダン専用形状とされている。

ドアフレーム２０の車体前側下端はインナパネル３０の車体前側上端に結合され、インナパネル３０と共にリアドア１０の車体前側を構成する。ドアフレーム後部２０Ｓの車体後側下端は、インナパネル３０とは直接結合されず、インナパネル３０の車体後端側上端部に結合されたエクステンション１２に結合されている。エクステンション１２の車体下方向端はインナパネル３０とアウタパネル３１が構成する略袋状の構造内においてインナパネル３０と結合されている。

図３に示すようにエクステンション１２はインナパネル３０の車体後側上端と結合される一方、インナパネル３０の車体上側端（ベルトラインＬ）より上側まで延設され、ベルトラインＬよりも車体上側でドアフレーム後部２０Ｓの車体後側下端と結合されている。なお、図４に実線で示すようにインナパネル３０の車体上側端がベルトラインＬである。

図４に示すようにエクステンション１２は車体上方向から見て略Ｌ字型の断面をもつ板金部材であり、略Ｌ字型の断面をもち車体外側方向の面でドアフレーム後部２０Ｓと結合されるフレーム支持部３５と、フレーム支持部３５の車体前後方向両端部にフランジ部３６、３４を備えている。

エクステンション１２はベルトラインＬより下ではインナパネル３０の形状に合わせて
車体前側のフランジ部３６に取付部３３が設けられ、ベルトラインＬよりも車体下側でインナパネル３０と結合されている。一方、エクステンション１２のフレーム支持部３５はベルトラインＬよりも車体上側まで延設され、Ｌ字型断面を構成する車体外側の２面でベルトラインＬよりも車体上側にてドアフレーム後部２０Ｓの車体後側下端と結合されている。

エクステンション１２にはエクステンション１２よりも小さい追加パッチ１６が設けられ、打点３２においてエクステンション１２とスポット溶接により結合されている。

より具体的に説明すると、追加パッチ１６は車体上方向から見て略Ｌ字型の断面をもつ板金部材であり、車体幅方向内側の面１６Ａと車体後方側の面１６Ｂの２面でエクステンション１２のフレーム支持部３５およびフランジ部３６に接合され、車体幅方向内側の面１６Ａのみが打点３２でエクステンション１２とスポット溶接され、固定されている。

追加パッチ１６はインナパネル３０とアウタパネル３１が構成する略袋状の構造内においてエクステンション１２と結合される一方、ベルトラインＬを跨いで車体上側においても打点３２でエクステンション１２と結合されている。

追加パッチ１６の車体上側端はドアフレーム後部２０Ｓの車体後側下端と近接した箇所に位置し、両者はエクステンション１２上で図中の距離ｄ（数ミリ程度）まで詰めて近接配置されている。

一方、ワゴン用のリアドア１１は、図１（Ｂ）、図２に示すようにドア内板を構成するインナパネル３０とドア外板を構成するアウタパネル３１とが対向して結合され、車体上方向が開口した略袋状の構造体となったドア本体内に、ウインドレギュレータ、ドアガラス等のドア内部構成部品が組み込まれ、ワゴン専用のリアドア１１として構成されている点はセダン用のリアドア１０と同様である。

ワゴン用のリアドア１１においては、ベルトラインＬより車体下側のドア本体に関してはセダン用リアドア１０と同形状の部品が用いられ、ベルトラインＬより車体上側に係るドアフレーム２２、エクステンション１４、および追加パッチ１８に関してはそれぞれワゴン用リアドア１１専用の形状をした専用部品が用いられている。他はすべてセダン用のリアドア１０と同様なので同一符号を用いて、その説明を省略する。

以下に、本発明の実施形態に係る車両のドア構造の作用を、本発明が成されるに至った背景も含めて説明する。

セダン車両とワゴン車両において外形意匠を略同一のものとして同一車種のファミリー性（親近感）を持たせたい場合、開発されるリアドアの構成部品もまた極力、部品の共通化を図り、意匠的にセダンとワゴンで異なる部分、すなわち車体の後半部分のみを専用部品として設定することがコストおよび工数削減のために望ましい。

例えば図５（Ａ）に示すセダン５０と図５（Ｂ）に示すワゴン６０とがボディバリエーションとして展開されている場合、フロントドア後端部までは共通の意匠・部品とし、リアドアを含む車体の後半部分をそれぞれの専用部品とすることでコストダウンを図ることができる。

しかし可能であればリアドアにおいても一部分を共通部品とすることが望ましい。すなわち従来、自動車用ドアは、ドアガラスの枠となるドアフレーム、ドア外板部を構成するアウタパネルと、主にドア内板部を構成するインナパネルとで構成された袋構造体のドア本体内に、ウインドレギュレータ、ドアガラス等のドア内部構成部品が組み込まれているが、図６（Ａ）に示すセダン５０と図６（Ｂ）に示すワゴン６０でリアドア１０、１１の形状の違いをベルトラインＬよりも上のドアフレーム後部２０Ｓ、２２Ｓの違いに収め、ベルトラインＬよりも下は共通部品とする要望がある。

図４に示すように、リアドア１０、１１のベルトラインＬより上でドアガラスの枠となるドアフレーム後部２０Ｓ、２２ＳとベルトラインＬより車体下側のインナパネル３０とを考えた場合、セダン５０とワゴン６０とでリアドア１０、１１のドアフレーム後部２０Ｓ、２２Ｓはそれぞれ専用部品とし、インナパネル３０を共用したいという要望がある。

本実施形態に係る車両のドア構造では、図５（Ａ）、図５（Ｂ）に示すように外形意匠を略同一なものとしてファミリー性（親近感）を持たせる車種構成において、図６（Ａ）に示すセダン５０と図６（Ｂ）に示すワゴン６０のようにリアドア１０、１１の一部を共通部品とすることができる。すなわち図６（Ａ）のセダン５０用リアドア１０と図６（Ｂ）のワゴン６０用リアドア１１ではベルトラインＬよりも車体下側の部品は共通部品として両方の車種で共用することができる。

ドアフレーム２０、２２のフレーム剛性（倒れ込み剛性）Ｍ（Ｎ／ｍｍ）を向上させるためにはドアフレーム後部２０Ｓ、２２Ｓの車体下側端をベルトラインＬよりも車体下側に呑み込ませる構造が最も効果的であり、例えば図７に示す従来例のようにベルトラインＬよりも車体下方向にドアフレーム１２０の車体下側端が十分に入り込んでいる構造がフレーム剛性確保のためには望ましい。

しかし前述のようにベルトラインＬよりも車体下側の部品をセダン／ワゴンなど複数の車体形状で共通化したい場合は上記のようにベルトラインＬよりも車体下方向にドアフレーム１２０の車体下側端が十分に入り込んでいる構造ではドアフレーム１２０の形状の相違によりそれぞれがベルトラインＬよりも車体下側でインナパネル１３０に結合される箇所の形状を同一のものとできないため、ベルトラインＬよりも車体下側のインナパネル１３０の共有化は困難なものとなる。

例えば図６（Ａ）（Ｂ）に示すセダン５０とワゴン６０ではドアフレーム後部２０Ｓと２２Ｓの形状が異なるが、特にワゴン６０用のリアドア１１においてはドアフレーム後部２２Ｓのコーナー２３がセダン５０用のドアフレーム後部２０Ｓよりも車体上方に位置するため、ドアフレーム２２Ｓ自体の剛性を確保することが難しい。

このためドアフレーム後部２２Ｓは形状のみならずフレーム強度においてもセダン５０用のドアフレーム後部２０Ｓとは差異が生じるので、ドアフレーム後部２２Ｓの車体下側端がベルトラインＬよりも車体下側に入り込んだ構造とすればインナパネル３０を始めとする部品の共通化は難しくなる。

このとき、図６（Ａ）、図６（Ｂ）のようにセダン５０とワゴン６０でフレーム挿入角である角度θ１とθ２が近いほど部品の共有化は簡単になるが、両者に意匠の差を持たせて商品性を高めたい場合には角度の差を広げて差別化する要望がある。

そこで本実施形態では図３に示すようにエクステンション１２、１４でドアフレーム後部２０Ｓ、２２Ｓとインナパネル３０とを結合し、ベルトラインＬよりも車体下側ではドアフレーム後部２０Ｓ、２２Ｓの形状における差異が影響しない構造とすることができる。

しかし上記の構造においては、エクステンション１２、１４でドアフレーム後部２０Ｓ、２２Ｓをインナパネル３０と結合するため、ドアフレーム２０、２２の倒れ込み剛性がエクステンション１２、１４の単品強度で決定してしまう。

このためエクステンション１２、１４の強度を向上させる目的でエクステンション１２および１４の板厚を厚くすると、インナパネル３０との板厚差が大きくなり、スポット溶接の打点近傍に応力集中し、リアドアの開閉耐久性の低下が考えられる。

これを防ぐため、本実施形態ではエクステンション１２、１４にドアフレーム２０、２２と同等の剛性を確保するために補強部材である追加パッチ１６、１８を設けている。この追加パッチ１６、１８は上記のエクステンション１２、１４の強度を向上させドアフレーム２０、２２の倒し込み剛性を確保する一方、エクステンション１２、１４自体の板厚を厚くする必要がないので、インナパネル３０との板厚差によるスポット溶接打点への応力集中を回避することができる。

さらに、追加パッチ１６、１８の車体上側端とドアフレーム後部２０Ｓ、２２Ｓの車体後端側下端とは図４中に示す距離ｄ（数ｍｍ程度）まで詰め、近接して配置されているので、ドアフレーム後部２０Ｓ、２２Ｓを追加パッチ１６、１８による補強なしにエクステンション１２、１４のみで支える長さを短くすることができ、フレーム剛性を確保することができる。

また、追加パッチ１６、１８はエクステンション１２、１４に対して車体幅方向内側からのみスポット溶接を行う構造としている。これにより、平坦な面積のとりにくいエクステンション１２、１４の車体後方の面１６Ｂではなく、面積の大きい車体幅方向内側の面１６Ａにて溶接を行うことができる。

また、これによりリアドア１０、１１の車体後方側端に防水目的で設けられるシール面（防水面）にスポット溶接時の打点がくることはなく、シール面を保護するとともに、追加パッチ１６、１８の加工工数を少なくできるので、自動車メーカー内での組立作業における作業工数の低減が可能であり、リアドア１０、１１の生産性を高めることができる。

以上、実施形態を挙げて本発明の実施の形態を説明したが、これらの実施形態は一例であり、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。また、本発明の権利範囲がこれらの実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得ることは言うまでもない。

すなわち本実施形態ではセダンとワゴンのリアドアを例に挙げて説明したが、例えば単一車種においてもドアフレームとインナパネルの結合にエクステンションを用いるドア構造であれば本発明を適用してフレーム剛性を確保することができる。

あるいはリアドアに限定せず２ドア車と３ドア車のフロントドアに本発明を応用しても同様の効果を得ることができる。

本実施形態に係る車両のドア構造の要部を示す側面図である。 本実施形態に係る車両のドア構造を示す車両前方から見た断面図である。 図１に示されるエクステンション付近を拡大して車体内側から見た側面図である。 図１に示されるエクステンション付近を拡大して車体内側から見た斜視図である。 本実施形態に係る車両を示す側面図である。 図５に示される車両を示す側面からの拡大透視図である。 従来の車両のドア構造を示す車両前方から見た断面図である。

符号の説明

１０ リアドア
１１ リアドア
１２ エクステンション
１４ エクステンション
１６ 追加パッチ
１８ 追加パッチ
２０ ドアフレーム
２０Ｓ ドアフレーム後部
２２ ドアフレーム
２２Ｓ ドアフレーム後部
３０ インナパネル
３１ アウタパネル
３２ 打点
３３ 取付部
３４ フランジ部
３５ フレーム支持部
３６ フランジ部
５０ セダン
６０ ワゴン
１００ リアドア
１２０ ドアフレーム
Ｌ ベルトライン

Claims (3)

1. ドア下部を構成するドア本体の車室内側に配置されたインナパネルと、
   ドア上部を構成すると共にドア下方側が開放されドアガラスを保持可能な枠状に形成され、前端側下端部が前記インナパネルに接合され且つ後端側下端部が前記インナパネルの上端から離間した位置に配置されたドアフレームと、
   前記ドアフレーム後端側下端部と前記インナパネルとをドアベルトラインを跨いで繋ぐエクステンションと、
   前記エクステンションにのみ接合され前記ドアフレームの倒れ込み剛性を補強する追加パッチと、を備えたことを特徴とする車両のドア構造。
2. 前記追加パッチは前記エクステンションに車体前後方向に延在する第１接合面および前記第１接合面と交差し車体幅方向に延在する第２接合面で車体内側より接合され、前記エクステンションにのみ接合されることを特徴とする請求項１に記載の車両のドア構造。
3. 前記追加パッチは前記エクステンションに車体前後方向に延在する第１接合面および前記第１接合面と交差し車体幅方向に延在する第２接合面で車体内側より接合され、前記第１接合面でのみ前記エクステンションにスポット溶接されることを特徴とする請求項２に記載の車両のドア構造。

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