JP7215498B2

JP7215498B2 - 自動車ドア

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Publication number: JP7215498B2
Application number: JP2020566426A
Authority: JP
Inventors: 利哉鈴木; 嘉明中澤
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2019-01-15
Filing date: 2020-01-15
Publication date: 2023-01-31
Anticipated expiration: 2040-01-15
Also published as: WO2020149296A1; US11673455B2; US20220126656A1; EP3912839A1; EP3912839B1; JPWO2020149296A1; EP3912839A4; CN113302070B; CN113302070A

Description

本発明は、自動車ドアに関する。
本願は、２０１９年１月１５日に、日本に出願された特願２０１９－００４０３７号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

従来、例えば下記の特許文献１には、ドアアウタパネルの高いレベルでの振動抑制と張り剛性向上を、重量増およびコスト増を抑制しつつ達成できる自動車用ドア構造を提供することを想定した技術が記載されている。

日本国特開２００３－２０５７４１号公報

上記特許文献１に記載された技術では、ドアの車高方向に延在する１本のストラットと、ドアの車長方向に延在するドアアウタウエストレインフォース及びガードバーとが設けられている。このうち、ドアの車高方向に延在するストラットはパネルの張り剛性向上のために設けられており、衝突による衝撃吸収は車長方向に延在するガードバーが担っている。

しかしながら、ガードバーなどの衝撃吸収部材は、ドアを横断するように設置される。衝撃吸収部材の端部は固定されており、衝撃吸収部材は固定部より中央側で折れ曲がることで衝撃を吸収する。しかし、衝撃吸収部材が容易に折れ曲がってしまうと、衝撃吸収部材の性能を十分に発揮することができない問題があることを本発明者らは見出した。

また、１本のみ設けられたストラットは張り剛性向上のために設けられていることから、ストラットの周囲で衝撃吸収を行うことはできない。更に、衝撃を吸収するためには、頑丈なガードバーを設ける必要があり、ドアの重量増を招来する問題があることを本発明者らは見出した。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、衝撃をより確実に吸収することが可能な、新規かつ改良された自動車ドアを提供することである。

（１）本発明の一態様に係る自動車ドアは、外装材と、第１の衝撃吸収部材と、第２の衝撃吸収部材と、を備え、前記第１の衝撃吸収部材は、車高方向の両端部領域に亘り延びるように前記外装材を横断して配置され、前記第１の衝撃吸収部材は、前記第２の衝撃吸収部材より車室側に配置され、前記第２の衝撃吸収部材は、車長方向の両端部領域に亘り延びるように前記外装材を横断して配置され、前記第２の衝撃吸収部材は、前記外装材の内面に隣接して配置され、前記第１の衝撃吸収部材と前記第２の衝撃吸収部材には交差部があり、前記車高方向の両端部領域と前記車長方向の両端部領域と前記交差部とを除く部位において、前記第１の衝撃吸収部材の延在方向に垂直な断面の車幅方向の曲げ剛性は、前記第２の衝撃吸収部材の延在方向に垂直な断面の前記車幅方向の曲げ剛性より大きい自動車ドアである。
（２）上記（１）に記載の自動車ドアでは、前記交差部における前記第１の衝撃吸収部材の垂直な断面の車幅方向の曲げ剛性は、前記車長方向の両端部領域と前記交差部とを除く部位における前記第２の衝撃吸収部材の垂直な断面の車幅方向の曲げ剛性より大きくてもよい。
（３）上記（１）又は（２）に記載の自動車ドアでは、前記第１の衝撃吸収部材の延在方向に垂直な断面において、前記車幅方向の幅は前記車長方向の幅以上であってもよい。
（４）上記（１）～（３）のいずれか一項に記載の自動車ドアでは、前記第２の衝撃吸収部材の延在方向に垂直な断面において、前記車幅方向の幅は前記車高方向の幅以上であってもよい。
（５）上記（１）～（４）のいずれか一項に記載の自動車ドアでは、前記交差部において、前記第１の衝撃吸収部材および／または前記第２の衝撃吸収部材の前記車幅方向の厚さが減少してもよい。
（６）上記（５）に記載の自動車ドアでは、前記交差部において、前記第１の衝撃吸収部材の延在方向に垂直な断面の前記車幅方向の曲げ剛性は、前記第２の衝撃吸収部材の延在方向に垂直な断面の前記車幅方向の曲げ剛性より大きくてもよい。
（７）上記（１）～（６）のいずれか一項に記載の自動車ドアでは、前記第１の衝撃吸収部材および／または前記第２の衝撃吸収部材が前記外装材に接合されてもよい。
（８）上記（１）～（７）のいずれか一項に記載の自動車ドアでは、前記第１の衝撃吸収部材と前記第２の衝撃吸収部材が接合されてもよい。
（９）上記（１）～（８）のいずれか一項に記載の自動車ドアでは、前記第１の衝撃吸収部材及び／または前記第２の衝撃吸収部材が複数設けられてもよい。

以上説明したように本発明によれば、衝撃をより確実に吸収することが可能な自動車ドアを提供することができる。

本発明の一実施形態に係る自動車の構造を示す斜視図である。本実施形態に係るドアの構造を示す模式図である。本実施形態に係るドアがボデーに対して閉じた状態で、図２に示す一点鎖線Ｉ－Ｉ’に沿った断面を示す模式図である。本実施形態に係る外装パネルを裏側（自動車の内側）から見た状態を示す模式図である。本実施形態に係る衝撃吸収部材の構成の一例を示す概略的な斜視図である。本実施形態に係る第１の衝撃吸収部材と第２の衝撃吸収部材の交差部の一例を詳細に示す概略的な斜視図である。本実施形態に係るドアの構造を示す模式図である。比較例１に係るドアの構造を示す模式図である。比較例２に係るドアの構造を示す模式図である。図２及び図７に示す本実施形態の構成と、図８、図９に示す比較例１、比較例２の構成について、ドアの外装パネルを圧子で押した場合に、圧子のストロークと圧子が受ける荷重との関係を示す特性図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

近年、高張力鋼板の自動車外装への適用が検討されている。高張力鋼板を適用すると、鋼板の板厚は薄くなり、自動車の外装材の軽量化を図ることができる。例えば、従来の板厚が０．７ｍｍであった外装材は、高張力鋼板を適用すると、板厚を０．４ｍｍとしても従来の板厚０．７ｍｍと同等の耐デント性を得ることが期待できる。しかし、外装材の張り剛性は板厚に依存するため、板厚を薄くすると張り剛性不足に陥る。換言すれば、板厚を薄くすると、外装材を手で押した場合に、外装材が容易に変形しやすくなる。これに対し、本発明者らは国際公開第２０１８／０２１４２２号において、外装パネルの内側に縦横に配置された衝撃吸収部材を開示し、外装材の板厚を薄くしても張り剛性や耐衝撃性能を低下させることなく軽量化を行った。これに対し、本願は更なる自動車の外装材の軽量化を達成するものである。

図１は、本発明の一実施形態に係る自動車１０００の構造を示す斜視図である。図１に示すように、自動車１０００は、ボデー５００、ドア６００（フロントドア及び／またはリアドア）、ボンネット７００、フェンダー８００、トランクリッド９００などの構成要素を備える。本実施形態では、自動車１０００について、特にドア６００の近辺の構造について説明する。本発明は、ヒンジを介して車体に取り付けられるドアの他に、スライド式のドアにも適用できる。

通常、ドア６００とボデー５００とは、ボデー５００のＡピラー５１０（フロントピラーとも称する）に設けられたドアヒンジ（又はＢピラー５３０に設けられたドアヒンジ）を介して、ボデー５００に対してドア６００が回動できるように連結されている。

図２は、ドア６００の構造を示す模式図であって、ドア６００を自動車１０００の外側から見た状態を示している。なお、説明の便宜上、図２では、後述する外装パネル１００の衝撃吸収部材１２０のみを図示し、外装材１１０の図示は省略している。また、図３は、ドア６００がボデー５００に対して閉じた状態で、図２に示す一点鎖線Ｉ－Ｉ’に沿った断面を示す模式図である。なお、図２に示す一点鎖線Ｉ－Ｉ’の位置は、図１に示す一点鎖線Ｉ－Ｉ’の位置に対応している。

ドア６００が自動車前席側のドア（フロントドア）である場合、ボデー５００に対して閉じた状態では、その下端部６１０がボデー５００のサイドシル５２０とサイドパネルを介して隣接し、自動車前席側のドア６００の後側の端部６２０はボデー５００のＢピラー５３０（センターピラーとも称する）とサイドパネルを介して隣接する。なお、Ａピラー５１０、Ｂピラー５３０を総称してピラーとも称する。

図３に示すように、ドア６００は外装パネル１００を備えている。外装パネル１００は、表側が自動車１０００の外側に露出するパネルである。外装パネル１００の表側の表面には、自動車１０００の色に応じた塗装が施されている。

外装パネル１００は、外装材１１０と衝撃吸収部材１２０とから構成される。外装材１１０は、一例として厚さが０．４～０．７ｍｍ程度の鋼板から構成される。一例として、外装材１１０は表側が凸面となるように湾曲している。すなわち、外装材１１０は車長方向に垂直な断面において湾曲している。

図４は、外装パネル１００を裏側（自動車の内側）から見た状態を示す模式図である。衝撃吸収部材１２０は、外装パネル１００における、車高方向の両端部領域に亘り延びるように外装パネル１００を横断して配置された第１の衝撃吸収部材１２２と、外装パネル１００における、車長方向の両端部領域に亘り延びるように外装パネル１００を横断して配置された第２の衝撃吸収部材１２４とを含む。
ここで、「外装パネル１００における、車高方向の両端部領域」とは、外装パネル１００の車高方向の両端部（上下端部）から内側に２０％までの二つの領域を意味する。
また、「外装パネル１００における、車長方向の両端部領域」とは、外装パネル１００の車長方向の両端部（前後端部）から内側に１０％までの二つの領域を意味する。

第１の衝撃吸収部材１２２は、外装材１１０の形状に倣って湾曲していることが望ましい。第２の衝撃吸収部材１２４は、ほぼ直線状に、車長方向に平行に延在している。但し、外装材１１０が車高方向に垂直な断面において湾曲している場合は、第２の衝撃吸収部材１２４は外装材１１０の湾曲した形状に倣った形状であることが望ましい。第１の衝撃吸収部材１２２と第２の衝撃吸収部材１２４は、外装材１１０に倣った形状であれば、外装材１１０に密着することができ、好ましくは外装材１１０に接合（接着）することができるからである。第１の衝撃吸収部材１２２または第２の衝撃吸収部材１２４と外装材１１０とを接合すると、第１の衝撃吸収部材１２２または第２の衝撃吸収部材１２４が変形する際に外装材１１０が変形に抵抗する。すなわち、外装材１１０を衝撃吸収に寄与させることができるため、より好ましい。

図５は、衝撃吸収部材１２０の構成の一例を示す斜視図である。第１の衝撃吸収部材１２２と第２の衝撃吸収部材１２４の基本的な構成は、同一とすることができる。図５では、衝撃吸収部材１２０の長手方向と直交する断面構成も示している。図５に示す例では、衝撃吸収部材１２０は、中空の矩形(長方形)断面を有している。衝撃吸収部材１２０は板材１３０を折り曲げて製造される。また、衝撃吸収部材１２０は中空の管状部材や中実の棒状部材で製造されても良い。また、衝撃吸収部材１２０は、中空や中実の台形断面を有していてもよい。さらに、車高方向に配置された第１の衝撃吸収部材１２２の横断面において、車幅方向の幅は車長方向の幅以上であり、また車長方向に配置された第２の衝撃吸収部材１２４の横断面において、車幅方向の幅は車高方向の幅以上であることが好ましい。図５に示す例では、衝撃吸収部材１２０は長方形の断面形状であり、その一辺は長辺Ｈが６～２０ｍｍ程度、短辺Ｄが６～１６ｍｍ程度である。また、衝撃吸収部材１２０を構成する板材１３０の板厚は、一例として０．６～１．２ｍｍ程度である。板材１３０としては、鋼板を用いることができる。なお、第１の衝撃吸収部材１２２と第２の衝撃吸収部材１２４の引張強度は、９８０ＭＰａ以上が好ましく、より好ましくは１４７０ＭＰａ以上である。また、鋼板から第１の衝撃吸収部材１２２と第２の衝撃吸収部材１２４をプレス成形によって成形する場合、冷間成形を用いても良く、鋼板の強度によってはホットスタンピングを採用してもよい。

図５に示すように、折り曲げられた板材１３０の端部１３０ａと端部１３０ｂの間には所定の隙間が設けられていてもよい。一方、端部１３０ａと端部１３０ｂは密着していても良い。また、端部１３０ａと端部１３０ｂは、溶接や接着等により接合されても良い。衝撃吸収部材１２０の断面は、連続した矩形状、環状あるいは台形状である必要はなく、隙間が存在することで、不連続な形状であってもよい。また、衝撃吸収部材１２０の断面において端部が存在する場合、この端部同士が密着していてもよく、端部同士が溶接や接着等により接合されても良い。
衝撃吸収部材１２０は、端部１３０ａ，１３０ｂが位置する面、あるいは端部１３０ａ，１３０ｂが位置する面に反対側の面が外装材１１０と密着するように配置される。好適には、端部１３０ａ，１３０ｂが位置する面、あるいは端部１３０ａ，１３０ｂが位置する面に反対側の面が外装材１１０と接合される。

図２及び図３に示すように、外装パネル１００の内側には、ドアインナーパネル２００が設けられている。一例として、ドアインナーパネル２００は鋼板から構成される。ドアインナーパネル２００の更に内側は、車室に面しており、通常、皮革や樹脂材料からなる内装材が設けられている。

次に、ドア６００の下端部６１０とサイドシル５２０とが隣接する部位の構造について説明する。図３に示すように、第１の衝撃吸収部材１２２は、ドア６００の下端の近傍まで延在している。同様に、ドアインナーパネル２００も、ドア６００の下端の近傍まで延在している。このため、ドア６００の下端部６１０とサイドシル５２０とが隣接する部位では、外装パネル１００とサイドシル５２０との間に第１の衝撃吸収部材１２２が介在している。

この際、図２に示す４本の第１の衝撃吸収部材１２２は、いずれもドア６００の下端の近傍まで延在しているため、ドア６００の下端部６１０とサイドシル５２０とが隣接する部位では、外装パネル１００とサイドシル５２０との間に４本の第１の衝撃吸収部材１２２が介在していることになる。換言すれば、ドア６００の下部において、車高方向に延びる第１の衝撃吸収部材１２２、ドアインナーパネル２００、サイドシル５２０の順に、車幅方向の同一線（図３に示す直線Ｌ）上にこれらが配置されている。このような構造によれば、自動車１０００の側面が他の構造物（車両、建物、電柱など）と衝突した場合の衝撃吸収性能を大幅に高めることができる。

自動車１０００の側面が他の構造物と衝突し、ドア６００が変形した際、第１の衝撃吸収部材１２２は最初に荷重を受け止めるとともにサイドシル５２０に荷重を伝える。すなわち、サイドシル５２０で第１の衝撃吸収部材１２２を支えて荷重を受け止めることができる。換言すれば、第１の衝撃吸収部材１２２を備えるドア６００が車室側に侵入するのを第１の衝撃吸収部材１２２とサイドシル５２０で抑止することができる。

荷重を効率よく伝達するためには、上述した同一線上において、第１の衝撃吸収部材１２２の断面が図５に示したような環状あるいは矩形状であることが望ましい。第１の衝撃吸収部材１２２が扁平な板であれば、荷重を殆ど伝えることなく折損する可能性があるためである。

具体的には、衝撃による荷重(衝撃エネルギー)の吸収は次のように行われる。先ず、ドア６００の車高方向中央部の衝撃吸収部材１２０に衝突の荷重が加えられる（ステップ１）。次に、ドア６００の車高方向下部において、第１の衝撃吸収部材１２２の端部が車幅方向車室側にドアインナーパネル２００とともに変形または移動する（ステップ２）。そして、サイドシル５２０の車幅方向車外側に第１の衝撃吸収部材１２２がドアインナーパネル２００を挟んで接近し、第１の衝撃吸収部材１２２はサイドシル５２０に支えられて、第１の衝撃吸収部材１２２が変形して、衝撃エネルギーを吸収する（ステップ３）。

第１の衝撃吸収部材１２２とサイドシル５２０が車幅方向の同一線上になければ、上記のステップ３が起こらない。また、該同一線上において、第１の衝撃吸収部材１２２の断面が環状あるいは矩形状でなければ、例えば扁平な板形状であれば、上記ステップ３の効果を十分に発揮できない。これは、第１の衝撃吸収部材１２２の弱い箇所(扁平な板の箇所)で折れ曲がりが生じるためである。

なお、一般的にドアインナーパネル２００とサイドシル５２０の間にはサイドパネルが介在するが、サイドパネルの衝撃吸収への寄与は小さいため、上述の説明においてはサイドパネルに関する説明を省略している。

図６は、第１の衝撃吸収部材１２２と第２の衝撃吸収部材１２４の交差部の一例を詳細に示す斜視図である。図６は、第１の衝撃吸収部材１２２と第２の衝撃吸収部材１２４を車両の外側（外装材１１０側）から見た状態を示している。交差部では第２の衝撃吸収部材１２４が第１の衝撃吸収部材１２２に対して車両の外側方向（外装材１１０側）に位置している。図６に示すように、第１の衝撃吸収部材１２２に凹部１２２ａを、第２の衝撃吸収部材１２４に凹部１２４ａを設けても良い。換言すれば、第１の衝撃吸収部材１２２と第２の衝撃吸収部材１２４の交差部においては、第１の衝撃吸収部材１２２および／または第２の衝撃吸収部材１２４の車幅方向の厚さが減少していてもよい。これにより第１の衝撃吸収部材１２２と第２の衝撃吸収部材１２４が同一面内に配置される。

第２の衝撃吸収部材１２４が第１の衝撃吸収部材１２２に対して車両の外側方向（外装材１１０側）に位置していることで、ドア６００の外装パネル１００に他の構造物が衝突した場合に、荷重は外装材１１０から第２の衝撃吸収部材１２４に伝わる。そして、第２の衝撃吸収部材１２４は車長方向に配置されているため、荷重は図６に示す交差部から複数の第１の衝撃吸収部材１２２に伝わる。そして、複数の第１の衝撃吸収部材１２２は、車高方向に配置され、ドア６００の下端部６１０においてサイドシル５２０と重なっているため、荷重はサイドシル５２０に分散される。サイドシル５２０は、自動車１０００の骨格部材であるボデー５００の一部であり、非常に強度が高い。これにより、衝突による荷重をボデー５００で受け止めることができ、荷重がボデー５００に分散されるため、衝撃をより確実に吸収することが可能となる。

ここで、第１の衝撃吸収部材１２２を複数設ける意義について更に詳細に説明する。一般的に、サイドシル５２０に隣接する位置ではドア６００の内部に十分な空間が無く、特に車幅方向の空間は非常に限られている。このため、第１の衝撃吸収部材１２２を太くすることには困難が伴う。このため、この限られた空間内に第１の衝撃吸収部材１２２を１本のみ設けた場合、十分に荷重を吸収することができない。

また、第１の衝撃吸収部材１２２を１本のみ設けた場合、ドア６００に衝撃が加わると、１本の第１の衝撃吸収部材１２２から極端に大きな荷重がサイドシル５２０に伝わることになる。すなわち、サイドシル５２０が破損することも想定される。そして、サイドシル５２０が破損してしまうと、ドア６００が車室側に侵入してしまう可能性がある。このサイドシル５２０の破損を防ぐために、サイドシル５２０をより強化することも考えられる。しかし、サイドシル５２０は自動車１０００の骨格部材であるボデー５００の一部であるため、強化に伴って自動車１０００の重量が増加する懸念がある。

本実施形態のように、複数の第１の衝撃吸収部材１２２を配置し、荷重を分散してサイドシル５２０に伝えるようにすることが好ましい。この場合、サイドシル５２０に特別な強化を施すことなく、サイドシル５２０の破損を抑制することができる。従って、ドア６００が車室側に侵入してしまう事態もより確実に抑止できる。

第１の衝撃吸収部材１２２は、一つの外装パネル１００又は一つのドアインナ―パネル２００に対して２つ以上設けられてもよく、３つ以上、あるいは４つ以上設けられていてもよい。例えば、電柱のような構造物との衝突を想定した場合、ドア６００の車長方向のどの部位に衝突しても荷重を確実に受け止めるために、第１の衝撃吸収部材１２２は３つ以上が好ましく、また第１の衝撃吸収部材１２２の過剰な設置による重量の増加を防ぐために、第１の衝撃吸収部材１２２は６つ以下が好ましい。第１の衝撃吸収部材１２２の数は、４つまたは５つ設けられていることがより好ましい。

第２の衝撃吸収部材１２４は、一つの外装パネル１００又は一つのドアインナーパネル２００に対して２つ以上設けられていてもよく、３つ以上、あるいは４つ以上設けられていてもよい。衝突による荷重を第１の衝撃吸収部材１２２の車高方向上下の広い範囲に伝えて荷重を分散するために、第２の衝撃吸収部材１２４は２つ以上が好ましく、また第２の衝撃吸収部材１２４の過剰な設置による重量の増加を防ぐために、第２の衝撃吸収部材１２４は５つ以下が好ましい。第２の衝撃吸収部材１２４の数は、３つまたは４つ設けられていることがより好ましい。

第１の衝撃吸収部材１２２と第２の衝撃吸収部材１２４が外装材１１０に密着していることにより、外装材１１０の張り剛性を改善する効果も得ることができる。外装材１１０の厚さが例えば０．４ｍｍと薄い場合でも良好な張り剛性を得ることができるように、ドアがボデーに対して閉じた状態で車幅方向に沿って見た場合、第１の衝撃吸収部材１２２と第２の衝撃吸収部材１２４とによって分割される領域の一辺の長さが３００ｍｍ以下であることが好ましく、２００ｍｍ以下であることがより好ましい。

このように、本実施形態に係る自動車ドアでは、衝突の荷重が車高方向に延びる複数の第１の衝撃吸収部材１２２に分散されてサイドシル５２０に伝わる。従って、サイドシル５２０の車長方向に分散して荷重が伝わるため、サイドシル５２０の一部の領域のみに局所的に荷重が加わることがない。従って、サイドシル５２０に特に補強を行う必要はなく、通常のボデー５００の構造で衝撃を効果的に吸収することが可能である。

上述したように、車長方向の第２の衝撃吸収部材１２４は、車高方向の第１の衝撃吸収部材１２２に衝撃荷重を伝える機能を有している。そして、主に車高方向の第１の衝撃吸収部材１２２で衝撃荷重を吸収するようにしている。

そして、車高方向の両端部領域と車長方向の両端部領域と交差部とを除く部位においては、車高方向に延在する第１の衝撃吸収部材１２２の横断面の車幅方向の（車長方向の軸回りの）曲げ剛性（縦弾性係数×断面２次モーメント）は、車長方向に延在する第２の衝撃吸収部材１２４の横断面の車幅方向の（車高方向の軸回りの）曲げ剛性より大きい。特に、第１の衝撃吸収部材１２２の横断面の車幅方向の曲げ剛性は、第２の衝撃吸収部材１２４の横断面の車幅方向の曲げ剛性より１．５倍以上大きいことが好ましく、５倍以上大きいことが更に好ましく、１０倍以上大きいことが更に好ましい。
また、交差部においても、第１の衝撃吸収部材１２２の横断面の車幅方向の曲げ剛性は、第２の衝撃吸収部材１２４の横断面の車幅方向の曲げ剛性より大きいことが好ましい。この場合も上記と同様に、１．５倍以上大きいことが好ましく、１０倍以上大きいことが更に好ましい。
更には、交差部における第１の衝撃吸収部材１２２の横断面の車幅方向の曲げ剛性は、車長方向の両端部領域と交差部とを除く部位における第２の衝撃吸収部材１２４の横断面の車幅方向の曲げ剛性より大きくてもよい。この場合も上記と同様に、１．５倍以上大きくてもよく、更に、５倍以上大きくてもよい。
尚、横断面とは、衝撃吸収部材の延在方向に垂直な断面を意味する。

第２の衝撃吸収部材１２４よりも第１の衝撃吸収部材１２２の曲げ剛性を大きくする理由は以下の通りである。自動車のドア６００は、車長方向と車高方向を比べると、車長方向の長さの方が長くなるように構成されている場合が多い。同じ断面形状の衝撃吸収部材では、その両端部を支持した場合は長さの長い方が中央に荷重を加えたときにより変形しやすい。従って、車長方向を横断する第２の衝撃吸収部材１２４と車高方向を横断する第１の衝撃吸収部材１２２とを比べると、同じ断面形状の場合は車高方向を横断する第１の衝撃吸収部材１２２の方が丈夫である。更に、自動車のドア６００の外装材１１０は、車長方向と車高方向を比べると、車長方向に垂直な断面の車高方向の形状の方が、車幅方向の外側が凸となる曲率が大きい場合が多い。衝撃吸収部材１２０を外装材１１０に沿った形状とした場合を考えると、衝撃吸収部材１２０が車幅方向内側へ向かう荷重を受けた場合、すなわち自動車１０００の側面に衝突荷重を受けた場合に、車幅方向外側が凸となる曲率が大きい第１の衝撃吸収部材１２２には圧縮の軸力が作用するため、車幅方向内側への変形がより抑制される。すなわち、第１の衝撃吸収部材１２２の方が第２の衝撃吸収部材１２４よりも大きな荷重に耐えることができる。換言すれば、車高方向に延在する第１の衝撃吸収部材１２２の方が衝撃吸収性能は高いことになる。このため、ドア６００の衝撃吸収性能をより効率良く向上するためには、第２の衝撃吸収部材１２４よりも第１の衝撃吸収部材１２２の曲げ剛性を大きくした方が良い。

車長方向の第２の衝撃吸収部材１２４に加えられた衝撃荷重を車高方向の第１の衝撃吸収部材１２２に伝えるため、車長方向の第２の衝撃吸収部材１２４は車高方向の第１の衝撃吸収部材１２２より車外側（外装材側）に配置される。この際、第２の衝撃吸収部材１２４は第１の衝撃吸収部材１２２に荷重を伝えることが主な役割であるため、第２の衝撃吸収部材１２４の曲げ剛性を小さくすることによるドア６００の衝撃吸収性能への影響は、第１の衝撃吸収部材１２２の曲げ剛性を小さくすることによる影響よりも小さい。衝撃吸収部材１２０の断面を小さくしたり、構成する板材の板厚を薄くした場合に曲げ剛性は小さくなるため、第１の衝撃吸収部材１２２の曲げ剛性を相対的に大きく、第２の衝撃吸収部材１２４の曲げ剛性を相対的に小さく設定することで、過大な重量の増大を伴うことなく、効率よくドア６００の衝撃吸収性能を向上することが可能となる。

なお、第２の衝撃吸収部材１２４の横断面の車幅方向の曲げ剛性が、第１の衝撃吸収部材１２２の横断面の車幅方向の曲げ剛性より大きい場合は、必要以上に第２の衝撃吸収部材１２４の重量が大きくなり、本実施形態が意図するドア６００の軽量化の目的に沿わない。

次に、図７～図９に基づいて、本発明の上記実施形態と、その比較例について説明する。なお、図７～図９は、図２と同様に自動車１０００の外側からドア６００を見た状態を示しており、外装パネル１００の図示は省略している。また、図７～図９の下に示す図は、ドア６００の領域Ａ１を拡大して示す模式図である。

図７は、本実施形態に係るドア６００の構造を示す模式図である。図７に示す構造は、図２に示した構造に対応する。図７に示す本実施形態のドア６００では、第１の衝撃吸収部材１２２として、図５に示す長辺Ｈが１６ｍｍ、短辺Ｄが１０ｍｍのものを使用している。また、図７に示す本実施形態のドア６００では、第２の衝撃吸収部材１２４として、長辺Ｈが８ｍｍ、短辺Ｄが８ｍｍのものを使用している。この場合、本実施形態の第１の衝撃吸収部材１２２の横断面の車幅方向の曲げ剛性は、本実施形態の第２の衝撃吸収部材１２４の横断面の車幅方向の曲げ剛性よりも相対的に大きい。

また、図８は、比較例１に係るドア６００の構造を示す模式図である。比較例１のドア６００では、第１の衝撃吸収部材１２２として、図５に示す長辺Ｈが８ｍｍ、短辺Ｄが８ｍｍのものを使用している。また、比較例１のドア６００では、第２の衝撃吸収部材１２４として、長辺Ｈが８ｍｍ、短辺Ｄが８ｍｍのものを使用している。この場合、比較例１の第１の衝撃吸収部材１２２の横断面の車幅方向の曲げ剛性と、比較例１の第２の衝撃吸収部材１２４の横断面の車幅方向の曲げ剛性は等しい。さらに、比較例１の第１の衝撃吸収部材１２２および第２の衝撃吸収部材１２４の横断面の車幅方向の曲げ剛性は、図７に示す本実施形態の第２の衝撃吸収部材１２４の横断面の車幅方向の曲げ剛性に等しく、本実施形態の第１の衝撃吸収部材１２２の横断面の車幅方向の曲げ剛性よりも相対的に小さい。

また、図９は、比較例２に係るドア６００の構造を示す模式図である。比較例２のドア６００では、第１の衝撃吸収部材１２２として、図５に示す長辺Ｈが１６ｍｍ、短辺Ｄが１０ｍｍのものを使用している。また、比較例２のドア６００では、第２の衝撃吸収部材１２４として、長辺Ｈが１６ｍｍ、短辺Ｄが１０ｍｍのものを使用している。この場合、比較例２の第１の衝撃吸収部材１２２の横断面の車幅方向の曲げ剛性と、比較例２の第２の衝撃吸収部材１２４の横断面の車幅方向の曲げ剛性は等しい。さらに、比較例２の第１の衝撃吸収部材１２２および第２の衝撃吸収部材１２４の横断面の車幅方向の曲げ剛性は、図７に示す本実施形態の第１の衝撃吸収部材１２２の横断面の車幅方向の曲げ剛性に等しく、本実施形態の第２の衝撃吸収部材１２４の横断面の車幅方向の曲げ剛性よりも相対的に大きい。

図１０は、図７に示す本発明の実施形態の構成と、図８、図９に示す比較例１、比較例２の構成について、ドア６００の外装パネル１００の中央を半径３００ｍｍの車高方向を軸に持つ円柱状の圧子で押した場合を想定し、圧子のストロークと圧子がドア６００から受ける荷重の関係をシミュレーションにより求めた特性図である。

図１０に示すように、第１の衝撃吸収部材１２２と第２の衝撃吸収部材１２４が、いずれも小さな曲げ剛性である比較例１の荷重特性に対して、第１の衝撃吸収部材１２２の曲げ剛性を比較例１よりも大きくし、第２の衝撃吸収部材１２４の曲げ剛性は比較例１と同じ小さな曲げ剛性とした本実施形態の荷重特性は大幅に向上している。

また、第１の衝撃吸収部材１２２と第２の衝撃吸収部材１２４の双方を本実施形態の第１の衝撃吸収部材１２２と同じ大きな曲げ剛性とした比較例２の荷重特性は、本実施形態とほぼ同等である。従って、比較例２の構成では、第２の衝撃吸収部材１２４の断面サイズを大きくしたことに伴う重量増に見合う衝撃吸収性能の向上が得られていないことが判る。

以上により、第２の衝撃吸収部材１２４よりも第１の衝撃吸収部材１２２の曲げ剛性を大きくした本実施形態の構成例が、比較例１、比較例２に対して最も衝撃吸収性能および軽量化効果に優れることが判る。

なお、上述した説明では、第１の衝撃吸収部材１２２、第２の衝撃吸収部材１２４、ドアインナーパネル２００などの各部材を鋼板から構成した場合を例示したが、これらの部材は、アルミニウム、アルミニウム合金、ＣＦＲＰ（炭素繊維強化プラスチック）などの他の素材から構成しても良い。

以上説明したように本実施形態によれば、車長方向に延在する第２の衝撃吸収部材１２４を車高方向に延在する第１の衝撃吸収部材１２２よりも車外側に配置し、第１の衝撃吸収部材１２２の横断面の車幅方向の曲げ剛性を、第２の衝撃吸収部材１２４の横断面の車幅方向の曲げ剛性より大きくした。これにより、ドア６００に衝突荷重が加わった場合に、第２の衝撃吸収部材１２４から第１の衝撃吸収部材１２２に荷重が伝わり、第１の衝撃吸収部材１２２でより確実に荷重を受け止めることができる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、本発明の技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

本発明は、自動車のフロントドアやリアドアに適用することができる。また、本発明は、自動車の側部に配されるドアのみならず、自動車の後部に配されるドア（テールゲートとも称される）にも適用することができる。自動車の後部に配されるドアに本発明を適用する場合、このようなドアのインナーパネルは自動車の車長方向と交差するため、上記実施形態で説明した車長方向を車幅方向と読み替え、車幅方向を車長方向と読み替えてもよい。

本発明は、衝撃をより確実に吸収することが可能な自動車ドアを提供することができるため、産業上の利用可能性が高い。

１００外装パネル
１２２第１の衝撃吸収部材
１２４第２の衝撃吸収部材
６００ドア
１０００自動車

Claims

外装材と、
第１の衝撃吸収部材と、
第２の衝撃吸収部材と、
を備え、
前記第１の衝撃吸収部材は、車高方向の両端部領域に亘り延びるように前記外装材を横断して配置され、
前記第１の衝撃吸収部材は、前記第２の衝撃吸収部材より車室側に配置され、
前記第２の衝撃吸収部材は、車長方向の両端部領域に亘り延びるように前記外装材を横断して配置され、
前記第２の衝撃吸収部材は、前記外装材の内面に隣接して配置され、
前記第１の衝撃吸収部材と前記第２の衝撃吸収部材には交差部があり、
前記車高方向の両端部領域と前記車長方向の両端部領域と前記交差部とを除く部位において、前記第１の衝撃吸収部材の延在方向に垂直な断面の車幅方向の曲げ剛性は、前記第２の衝撃吸収部材の延在方向に垂直な断面の前記車幅方向の曲げ剛性より大きい
ことを特徴とする自動車ドア。
前記交差部における前記第１の衝撃吸収部材の垂直な断面の車幅方向の曲げ剛性は、前記車長方向の両端部領域と前記交差部とを除く部位における前記第２の衝撃吸収部材の垂直な断面の車幅方向の曲げ剛性より大きい、請求項１に記載の自動車ドア。
前記第１の衝撃吸収部材の延在方向に垂直な断面において、前記車幅方向の幅は前記車長方向の幅以上である
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の自動車ドア。
前記第２の衝撃吸収部材の延在方向に垂直な断面において、前記車幅方向の幅は前記車高方向の幅以上である
ことを特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載の自動車ドア。
前記交差部において、前記第１の衝撃吸収部材および／または前記第２の衝撃吸収部材の前記車幅方向の厚さが減少する
ことを特徴とする請求項１～４のいずれか一項に記載の自動車ドア。
前記交差部において、前記第１の衝撃吸収部材の延在方向に垂直な断面の前記車幅方向の曲げ剛性は、前記第２の衝撃吸収部材の延在方向に垂直な断面の前記車幅方向の曲げ剛性より大きい
ことを特徴とする請求項５に記載の自動車ドア。
前記第１の衝撃吸収部材および／または前記第２の衝撃吸収部材が前記外装材に接合された
ことを特徴とする請求項１～６のいずれか一項に記載の自動車ドア。
前記第１の衝撃吸収部材と前記第２の衝撃吸収部材が接合された
ことを特徴とする請求項１～７のいずれか一項に記載の自動車ドア。
前記第１の衝撃吸収部材及び／または前記第２の衝撃吸収部材が複数設けられている
ことを特徴とする請求項１～８のいずれか一項に記載の自動車ドア。