JP6555116B2 - 車両用ドア構造 - Google Patents

Description

本発明は、車両用ドア構造に関する。

下記特許文献１に開示された車両用ドア構造では、共に鋼板で形成されたドアインナパネルとリインフォースメントとにより二重構造部が形成され、この二重構造部にドアチェック装置が締結固定されている。

特開２０１５−１４３０４４号公報

しかしながら、上記従来の車両用ドア構造において、例えばドアインナパネルを繊維強化樹脂（以下、ＦＲＰという）製とした場合、車両用ドアの過開き時にドアインナパネルが破断しやすいという懸念がある。また、例えばドアインナパネルを炭素繊維強化樹脂（以下、ＣＦＲＰという）製とした場合、ガルバニック腐食が発生する懸念がある。

本発明は上記事実を考慮し、過開き荷重に対する車両用ドアの強度及び剛性を向上させ、かつ、ガルバニック腐食が発生することを抑制することができる車両用ドア構造を提供することを目的とする。

請求項１に記載の車両用ドア構造は、締結孔が形成されたチェック締結部を有する繊維強化樹脂製のドアインナパネルと、前記締結孔に固定された金属製のフランジ付きカラーと、前記チェック締結部に対してドア内部側に配置され、過開き時にドア外部側に向かう荷重を受ける荷重受部材と、前記ドアインナパネルと前記荷重受部材との間に介在され、前記チェック締結部との間に前記フランジ付きカラーのフランジ部を介して配置され、表面に樹脂塗膜が形成された金属製のチェックリインフォースメントと、前記フランジ付きカラー、前記荷重受部材及び前記チェックリインフォースメントを締付ける金属製の締結部材と、を備える。

請求項１に記載の車両用ドア構造では、過開き時にドア外部側に向かう荷重を受ける荷重受部材が、ドアインナパネルのチェック締結部に対してドア内部側に配置されている。そのため、過開き時には、荷重受部材を介して、ドアインナパネルに大きな荷重が伝達する。

ここで、請求項１に記載の車両用ドア構造は、チェックリインフォースメント（以下、チェックＲＦと略記する。）を備えている。チェックＲＦは、ドアインナパネルと荷重受部材との間に介在している。さらに、ドアインナパネルのチェック締結部に形成された締結孔にフランジ付きカラーが固定されており、チェックＲＦは、チェック締結部との間にフランジ付きカラーのフランジ部を介して配置されている。
これにより、過開き時に荷重受部材を介して荷重が伝達する部分の構造が、チェック締結部とチェックＲＦとによる厚みのある構造となっている。さらに、この構造は、繊維強化樹脂（以下、ＦＲＰという）製の部材と金属製の部材を組合わせた構造となっている。
上述のように厚みのある構造とされ、かつＦＲＰ製インナパネルにより強度が確保されると共にチェックＲＦにより剛性が確保されていることで、過開き時の荷重に対する車両用ドアの破断及び塑性変形が抑制されている。

また、請求項１に記載の車両用ドア構造では、荷重受部材とドアインナパネルとの間にチェックＲＦが介在している。これにより、荷重受部材とドアインナパネルとが接触しない構造となっている。このため、仮に、ドアインナパネルと荷重受部材を、接触によりガルバニック腐食を起こしやすい材質で形成したとしても（例えば、ＣＦＲＰ製ドアインナパネルと亜鉛メッキされた荷重受部材）、両者の接触に起因したガルバニック腐食を防止することができる。

さらに、請求項１に記載の車両用ドア構造では、荷重受部材とドアインナパネルとの間に介在しているチェックＲＦは、表面に樹脂塗膜が形成されている。このため、チェックＲＦとドアインナパネルとの接触に起因したガルバニック腐食も防止されている。

以上説明したとおり、本発明に係る車両用ドア構造は、過開き荷重に対する車両用ドアの強度及び剛性を向上させ、かつ、ガルバニック腐食が発生することを抑制することができるという優れた効果を有する。

本実施形態の車両用ドア構造の要部を拡大して示す、図２の１−１線断面図である。 本実施形態の車両用ドア構造が適用されたサイドドアを示す斜視図である。

以下、図１〜図２を用いて、本発明に係る車両用ドア構造の実施形態について説明する。

（サイドドア）
図２には、本実施形態の車両用ドア構造Ｓが適用されたサイドドア１０の一部（ドア前部）が斜視図にて示されている。サイドドア１０は、ドア前端部に設けられたヒンジ（図示省略）を介し、車体に対して回転可能に支持される。回転軸方向は、車両上下方向と略一致される。

なお、各図に適宜示される矢印ＦＲはドア前方を示し、矢印ＵＰはドア上方側を示し、矢印ＩＮはドア開閉方向内側を示している。また、以下の説明で特記なく前後、上下、内外の方向を用いる場合は、ドア前後方向の前後、ドア上下方向の上下、ドア開閉方向の内外を示すものとする。

サイドドア１０は、ドアアウタアッシー１２と、ドアインナアッシー１４と、を主要部として構成されている。ドアアウタアッシー１２は、サイドドア１０の外板となる金属製のドアアウタパネル２０と、ドアアウタパネル２０の外縁部２０Ａとヘミング接合された金属製の環状リインフォースメント（以下、リインフォースメントをＲＦと略記する）２２と、を備えている。

一方、ドアインナアッシー１４は、炭素繊維強化樹脂（以下、ＣＦＲＰという）製のドアインナパネル２４と、ドアインナパネル２４に接合されたアルミ製のチェックＲＦ４０（図１参照）やロックＲＦ（図示省略）と、を備えている。そして、ドアアウタアッシー１２の環状ＲＦ２２と、ドアインナアッシー１４のドアインナパネル２４とがボルト締結（図２の符号Ｂ参照）されている。

（ドアインナパネル）
ドアインナパネル２４は、ドアインナパネル２４の最も内側を構成する底壁部２４Ａと、底壁部２４Ａの外縁から幅方向に延在する側壁部２４Ｂと、を備えている。さらに、ドアインナパネル２４の前端部には、後述するドアチェック装置５０が締結固定されるチェック締結部２４Ｃが形成されている。

（チェック締結部）
チェック締結部２４Ｃは、側壁部２４Ｂと底壁部２４Ａとの境界付近において、側壁部２４Ｂの一部を後方に窪ませたような形状とされている。チェック締結部２４Ｃは、その板厚方向をドア前後方向に向けた部分であり、段差部２４Ｄを介して側壁部２４Ｂと接続されている。また、チェック締結部２４Ｃには、ドアチェック装置５０のアーム５４が挿通されるアーム挿通孔３０と、ドアチェック装置５０を締結固定するための締結孔３２（本実施形態ではアーム挿通孔３０を挟んで上下２つ）と、が形成されている。

（かしめカラー）
図１には、図２の１−１線断面図がドアチェック装置５０が締結固定された状態で示されている。この図に示されるように、チェック締結部２４Ｃの締結孔３２には、「フランジ付きカラー」としてのかしめカラー３６が固定されている。かしめカラー３６は、「締結部材」としてのボルト７０の軸部７０Ｂが挿通される筒部３６Ａと、筒部３６Ａの一端（図１の右側、ドア内側）から筒の外側に張り出したフランジ部３６Ｂと、筒部３６Ａの他端（図１の左側、ドア外側）から外側に張り出したカシメ部３６Ｃと、から成っている。カシメ部３６Ｃは、かしめカラー３６の筒部３６Ａがチェック締結部２４Ｃの締結孔３２に挿通された後、かしめカラー３６の他端部がカシメられることにより形成されている。このようにカシメられることで、筒部３６Ａよりも外側に張り出した形状のカシメ部３６Ｃ（なお、この部分を第２のフランジ部とみることもできる。）が形成され、かしめカラー３６がチェック締結部２４Ｃの締結孔３２に固定される。また、かしめカラー３６は、ＣＦＲＰ製のドアインナパネル２４とガルバニック腐食を起こしにくい材料（例えば、ステンレス）で形成されている。

（チェックＲＦ）
ドアインナパネル２４とドアチェック装置５０との間には、チェックＲＦ４０が設けられている。チェックＲＦ４０は、金属製（本実施形態ではアルミ製）の板材で形成され、ドア平面視で（図１に示されるように）、略Ｚ字状に屈曲した形状とされている。すなわち、チェックＲＦ４０は、本体部４０Ａと、本体部４０Ａに一端から略直角に屈曲された第１屈曲部４０Ｂと、本体部４０Ａの他端から第１屈曲部４０Ｂとは反対側に略直角に屈曲された第２屈曲部４０Ｃと、から成っている。また、チェックＲＦ４０の本体部４０Ａには、ドアチェック装置５０のアーム５４が挿通するための孔（図示省略）とボルト挿通孔４２とが形成されている。

そして、図１に示されるように、ドアインナパネル２４にチェックＲＦ４０が接合されている。接合の方法としては、接着剤やリベット等が用いられる。具体的には、チェックＲＦ４０の第１屈曲部４０Ｂがドアインナパネル２４の底壁部２４Ａに接着剤及びリベットにより接合されており、チェックＲＦ４０の第２屈曲部４０Ｃがドアインナパネル２４の段差部２４Ｄに接着剤で接合されている。以上のように接合されて、チェックＲＦ４０の本体部４０Ａは、かしめカラー３６のフランジ部３６Ｂの平坦面（図１で右側を向いた面）に接触した状態になっている。そして、チェック締結部２４ＣとチェックＲＦ４０の本体部４０Ａとの間には、かしめカラー３６のフランジ部３６Ｂの厚さに応じた隙間Ｄが形成された状態になっている。

また、チェックＲＦ４０は電着塗装されており、チェックＲＦ４０の表面には樹脂塗膜４５が形成されている。これにより、チェックＲＦ４０の金属部分と、かしめカラー３６のフランジ部３６Ｂ又は後述するチェックケース５２が直接的に接触しないようになっている。

（ドアチェック装置）
さらに、サイドドア１０は、ドア内部（ドアアウタパネル２０とドアインナパネル２４とにより形成されたドア本体の内部）に、ドアチェック装置５０を備えている。ドアチェック装置５０は、ドアインナパネル２４に対して位置が固定された「荷重受部材」としての金属製のチェックケース５２と、チェックケース５２を貫通して設けられチェックケース５２に対して移動可能に設けられたアーム５４と、アーム５４の一端に設けられたストッパ５６と、を主要部として構成されている。チェックケース５２の内部には図示しない弾性部材が設けられており、チェックケース５２を貫通するアーム５４の形状を変えることによってサイドドア１０の半開き保持位置や保持力を設定できるようになっている。

チェックケース５２の底部５２Ａには、「締結部材」としてのボルト７０が設けられており、ボルト７０の軸部７０Ｂがチェックケース５２から突出している。そして、ボルト７０の軸部７０Ｂが、チェックＲＦ４０のボルト挿通孔４２と、かしめカラー３６の筒部３６Ａに挿通されており、この状態で「締結部材」としてのナット８０がボルト７０の軸部７０Ｂに螺合されている。ナット８０は、かしめカラー３６のカシメ部３６Ｃと接触した状態になっており、ドアインナパネル２４とは接触してない状態になっている。これにより、ボルト７０及びナット８０で締め付けられて圧縮力が作用している被締結物は、チェックケース５２の底壁部２４Ａ、チェックＲＦ４０及びかしめカラー３６という何れも金属製の部材で構成されている。

そして、アーム５４の他端５４Ａが車体（本実施形態では図示しないフロントピラーロア）に車両上下方向を軸として回転可能に支持される。この状態でサイドドア１０が全開されるとアーム５４の一端に設けられたストッパ５６がチェックケース５２に当接し、ドア全開時のストッパ機能を果たす。このとき、図１の矢印Ｆで示される荷重（以下、過開き荷重Ｆということがある）がチェックケース５２に入力される。

＜作用・効果＞
次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。

―効果１：過開き強度・剛性の向上―
本実施形態のサイドドア１０によれば、過開き荷重Ｆに対するサイドドア１０の強度及び剛性を向上させることができる。この点について、比較例１及び比較例２と対比することにより説明する。

（比較例１＜チェックＲＦを備えない態様＞）
まず、比較例１として、本実施形態のサイドドア１０が備えているチェックＲＦ４０を備えないサイドドア（図示省略）を考える。比較例１に係るサイドドアでは、過開き評価において目標荷重に到達する前にドアインナパネル２４が破断しやすいという懸念がある。理由は、ドアインナパネル２４の材質であるＣＦＲＰは、強度が高いが剛性が低いため、過開きにより過大な荷重が入力された場合にはドアインナパネル２４の変形量が大きくなるからである。

（比較例２＜ドアインナパネルが鉄製である態様＞）
次に、比較例２として、本実施形態のサイドドア１０と異なり、ドアインナパネルが鉄製であるサイドドア（図示省略）を考える。比較例２に係るサイドドアでは、過開き評価において塑性変形量が大きくなる懸念がある。理由は、鉄製の部材は剛性が高いが、荷重受部材を締結する部分は複雑な形状が要求されるため、高強度の鋼板を用いることができないからである。そのため、過開きによる過大な荷重が入力された場合には塑性域まで達してしまい、塑性変形してしまうのである。

これら比較例１、２に対し、本実施形態の車両用ドア構造では、比較例１と異なりチェックＲＦ４０を備えており、また、比較例２と異なりドアインナパネル２４の材質がＣＦＲＰである。そして、チェックＲＦ４０は、ドアインナパネル２４とチェックケース５２との間に介在している。さらに、ドアインナパネル２４のチェック締結部２４Ｃに形成された締結孔３２にかしめカラー３６が固定されており、チェックＲＦ４０は、チェック締結部２４Ｃとの間にかしめカラー３６のフランジ部３６Ｂを介して配置されている。
これにより、過開き荷重Ｆが伝達する部分の構造が、チェック締結部２４ＣとチェックＲＦ４０とによる厚みのある構造となっている。さらに、この構造は、ＦＲＰ製の部材と金属製の部材を組合わせた構造となっている。
上述のように厚みのある構造とされ、かつＦＲＰ製インナパネルにより強度が確保されると共にチェックＲＦにより剛性が確保されていることで、過開き荷重Ｆに対するサイドドア１０の破断及び塑性変形が抑制されている。

以上説明したとおり、本実施形態の車両用ドア構造Ｓによれば、過開き荷重に対する強度及び剛性を向上させることができる。

―効果２：ガルバニック腐食対策―
また、本実施形態のサイドドア１０では、チェックケース５２とドアインナパネル２４との間にチェックＲＦ４０が介在している。つまり、チェックケース５２とドアインナパネル２４とが接触しない構造となっている。このため、ドアインナパネル２４をＣＲＦＰ製にしたとしても、チェックケース５２（例えば、鉄製であり、表面に亜鉛メッキがされている）とドアインナパネル２４との接触に起因したガルバニック腐食が発生することがない。

さらに、本実施形態のサイドドア１０では、チェックＲＦ４０が電着塗装されている。これにより、チェックＲＦ４０の表面には樹脂塗膜４５が形成されている。このため、チェックＲＦ４０とドアインナパネル２４との接触に起因したガルバニック腐食が発生することが防止されている。

その上、本実施形態のサイドドア１０では、かしめカラー３６が、ＣＦＲＰ製のドアインナパネル２４とガルバニック腐食を起こしにくい材料（例えば、ステンレス）で形成されている。このため、かしめカラー３６とドアインナパネル２４との接触に起因したガルバニック腐食が発生することが抑制されている。

以上説明したとおり、本実施形態の車両用ドア構造Ｓによれば、ガルバニック腐食が発生することが抑制されている。

―効果３：メタルタッチ締結―
ところで、本実施形態のサイドドア１０とは異なる態様、例えばチェック締結部２４Ｃの締結孔３２にかしめカラー３６が設けられてない態様では、ＣＦＲＰ製のドアインナパネル２４がボルト７０及びナット８０の締付け力（圧縮力）によりクリープし、締付け力が低下する懸念がある。これに対し、本実施形態の車両用ドア構造Ｓでは、ボルト７０及びナット８０の締付けによる締付け力（圧縮力）が作用する被締結物は、チェックケース５２の底部５２Ａ、チェックＲＦ４０及びかしめカラー３６である。つまり、締付け力が作用する被締結物がすべて金属製の部材で構成されている。このため、被締結物にクリープが発生しづらく、締付け力が維持されやすい。

〔上記実施形態の補足説明〕
なお、上記実施形態では、ドアインナパネル２４がＣＦＲＰ製とされていたが、本発明はこれに限られない。例えば、ドアインナパネルを、ガラス繊維強化樹脂（ＧＦＲＰ）製としてもよい。また、上記実施形態では、ドアアウタパネル２０の外縁部２２Ａに環状ＲＦ２２がヘミング接合されており、環状ＲＦ２２にドアインナパネル２４がボルト締結されていたものであったが、本発明はこれに限られない。例えば、環状ＲＦ２４が設けられておらず、ドアインナパネルが直接ドアアウタパネルの外縁部に接合されているものであってもよい。

Ｓ 車両用ドア構造
２４ ドアインナパネル
２４Ｃ チェック締結部
３２ 締結孔
３６ かしめカラー（フランジ付きカラー）
３６Ｂ フランジ部
５２ チェックケース（荷重受部材）
４０ チェックＲＦ（チェックリインフォースメント）
４５ 樹脂塗膜
７０ ボルト（締結部材）
８０ ナット（締結部材）

Claims (3)

1. 締結孔が形成されたチェック締結部を有する繊維強化樹脂製のドアインナパネルと、
   前記締結孔に固定された金属製のフランジ付きカラーと、
   前記チェック締結部に対してドア内部側に配置され、過開き時にドア外部側に向かう荷重を受ける荷重受部材と、
   前記ドアインナパネルと前記荷重受部材との間に介在され、前記チェック締結部との間に前記フランジ付きカラーのフランジ部を介して配置され、表面に樹脂塗膜が形成された金属製のチェックリインフォースメントと、
   前記フランジ付きカラー、前記荷重受部材及び前記チェックリインフォースメントを締付ける金属製の締結部材と、
   を備える車両用ドア構造。
2. 前記チェックリインフォースメントは、前記フランジ付きカラーの前記フランジ部の平坦面に接触した状態になっており、
   前記チェック締結部と前記チェックリインフォースメントとの間には、前記フランジ付きカラーの前記フランジ部の厚さに応じた隙間が形成された状態になっている、
   請求項１に記載の車両用ドア構造。
3. 前記フランジ付きカラーは、前記締結部材の軸部が挿通される筒部と、前記筒部のドア内側の端から筒の外側に張り出した前記フランジ部と、前記筒部のドア外側の端から外側に張り出した第２のフランジ部と、を含んで構成され、
   前記締結部材は、前記フランジ付きカラーの前記第２のフランジ部と接触した状態になっており、前記ドアインナパネルとは接触していない状態になっている、
   請求項１又は請求項２に記載の車両用ドア構造。

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