JPWO2016189700A1

JPWO2016189700A1 - 車両用ドア構造

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Publication number: JPWO2016189700A1
Application number: JP2017520162A
Authority: JP
Inventors: 裕介永石; 幸宏濱田
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2015-05-27
Filing date: 2015-05-27
Publication date: 2018-03-08
Anticipated expiration: 2035-05-27
Also published as: JP6460232B2; WO2016189700A1; US10214082B2; CN107614303B; US20180141416A1; EP3305566B1; EP3305566A1; EP3305566A4; CN107614303A

Abstract

ドアアウタパネル（５）の下部のドアインナパネル（４）側にサイドシル（６）に沿って延設された補強部材（８）を備えた車両用ドア構造である。当該補強部材（８）は、車幅方向においてサイドシル（６）に対向する第１側面（Ａ１）と、該第１側面（Ａ１）よりドアアウタパネル（５）側に位置する第２側面（Ａ２）とを有しており、第１側面（Ａ１）及び第２側面（Ａ２）がドアインナパネル（４）に接合されている。

Description

本発明は、車両用ドア構造に関する。

特許文献１は、合成樹脂製のドアアウタパネルと、その内側に配設されたアルミ合金製のドアフレームとを備えた車両用ドアを開示している。ドア下端部のサイドシル側には、車体前後方向に延びる補強部材としてのフレーム構成材が設けられており、側面衝突時、ドアアウタパネルの下縁部に入力される衝突荷重が、フレーム構成材を介してサイドシルへ伝達されるようになっている。

特開２０００−７１７７２号公報

しかしながら、上記補強部材は、ドアアウタパネルに設けられた係止体によってドア下端部に係止されているだけで、その固定強度が十分でなかったため、ドアアウタパネルの下縁部に衝突荷重が入力された場合に、ドア下端部から脱落してしまうおそれがあった。そのため、上記ドア構造では、側面衝突時の衝突荷重を、補強部材を経由してサイドシルへ伝達できず、所望の衝突性能を発揮することができないおそれがあった。

本発明の目的は、所望の衝突性能をより確実に発揮することができるドア構造を提供することである。

本発明の一態様は、ドアアウタパネルの下部のドアインナパネル側にサイドシルに沿って延設された補強部材を備えた車両用ドア構造である。当該補強部材は、車幅方向においてサイドシルに対向する第１側面と、該第１側面からドアアウタパネル側へ延設する第２側面とを有しており、第１側面及び第２側面がドアインナパネルに接合されている。

上記ドア構造では、ドアアウタパネルのドアインナパネル側に設けられた補強部材が、サイドシルと車幅方向に対向する第１側面でドアインナパネルに接合されている。すなわち、補強部材は、ドアインナパネルとドアアウタパネルとの間に狭持された状態でドアに固定されている。また、補強部材は、第１側面とそれよりドアアウタパネル側へ延設する第２側面との２つの面でドアインナパネルに接合されている。このように、互いに並行しない、つまり互いの面が交差する２つの面でドアインナパネルに接合されているので、様々な方向からの衝突荷重に対して接合部分が接合力を発揮することができ、係止体により係止した場合よりも、ドアインナパネルに強固に固定されている。このように、上記ドア構造によれば、補強部材とドアとをより強固に一体化することができるので、側面衝突時、ドアに入力された衝突荷重を、より確実に、補強部材及びドアインナパネルを経由してサイドシルへ伝達することができる。これにより、所望の衝突性能をより確実に発揮することができる。

図１は、本発明の実施形態にかかるドア構造を備えたドアの正面図である。図２は、図１のＡ−Ａ線断面図である。図３は、図２のＢ部拡大図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態にかかる車両用ドア構造について説明する。

図１に示すように、本実施形態にかかるドア１は、ドア本体２と、ドアサッシュ３とを備える。図１乃至図３に示すように、ドア本体２は、鋼板製のドアインナパネル４と、ドア本体２の外表面を構成する繊維強化樹脂製のドアアウタパネル５と、から構成されている。ドア本体２の下端部の車幅方向内側には、車体骨格部材であるサイドシル６が車体前後方向に延在している。サイドシル６は、断面ハット状のシルアウタ６ａとシルインナ６ｂとを接合して構成されている。

ドアアウタパネル５は、繊維強化樹脂シートを複数積層して加圧硬化させた繊維強化樹脂から構成されている。繊維強化樹脂は、例えば、一方向に引き揃えた連続炭素繊維に熱硬化性樹脂を含侵させたプリプレグシートを各層の強化繊維が互いに等角に交差するように積層し、これを加熱加圧して成形したものであり、疑似等方性を有している。繊維強化樹脂シートの層数は、特に限定されないが、自動車用のドアであれば、例えば、４〜８プライ（厚さ１．３２〜２．６４ｍｍ）に設定することができる。各シートの目付量は、好ましくは、５０〜８００ｇ／ｍ^２、より好ましくは、１００〜６００ｇ／ｍ^２、さらに好ましくは、１５０〜４００ｇ／ｍ^２である。

ドアアウタパネル５の下部は、車体前後方向に垂直な断面において車幅方向外方に向けて突出するように湾曲した凸形状部７を構成している。凸形状部７は、ドアアウタパネル５の車体前後方向の略全長に亘って車体前後方向に延びており、凸形状部７の車幅方向において最も外側に位置する最外部Ｐの上下方向位置がサイドシル６の上下方向位置と重なるように配置されている。

凸形状部７のドアインナパネル４側の側面５ａには、補強部材８が設けられている。補強部材８は、ドアアウタパネル５の凸形状部７の裏面に形成される凹形状部７Ａの内部に配設され、サイドシル６に沿って車体前後方向に延在している。

補強部材８は、上記繊維強化樹脂からなる断面矩形環状の筒体９ａの内部に発泡ポリエチレンからなる発泡コア材９ｂを充填したフレーム材９と、該フレーム材９をドアアウタパネル５に固定するための固定部材１０とから構成される。固定部材１０は、上記繊維強化樹脂からなる断面略ハット状の部材であり、固定部材１０とドアアウタパネル５との間にフレーム材９を挟みこんだ状態で、ドアアウタパネル５と一体成形されている。

また、補強部材８は、ドアインナパネル４とドアアウタパネル５との間に形成されたドア内空間Ｓの最下部近傍に位置し、当該ドア内空間Ｓの車体前後方向の略全長に亘って延在している。ドア内空間Ｓ内において、補強部材８は、ドアアウタパネル５の車幅方向内側の側面５ａから車幅方向内側に向けて突出する凸条部２０を構成している。凸条部２０は、車体前後方向に垂直な断面において、略上下方向に延びる車幅方向内側側面（以下、第１側面Ａ１と称する）と、該第１側面Ａ１の下端縁からドアアウタパネル５側に向けて略水平に延びる下面（以下、第２側面Ａ２と称する）とを有している。第１及び第２側面Ａ１，Ａ２は、各々、車体前後方向に連続して延びている。

一方、ドアインナパネル４の下部のドアアウタパネル５側の側面４ａには、凸条部２０を受け入れ可能な断面Ｌ字状の凹条部３０が設けられている。凹条部３０は、車体前後方向に垂直な断面において、上記第１側面Ａ１に対向し、かつ、略上下方向に延びる車幅方向外側側面（以下、第３側面Ａ３と称する）と、該第３側面Ａ３の下端縁からドアアウタパネル５側に向けて略水平に延びるフランジ上面（以下、第４側面Ａ４と称する）とを有している。第３及び第４側面Ａ３，Ａ４は、各々、車体前後方向に連続して延びている。

第１及び第３側面Ａ１，Ａ３は、車幅方向においてサイドシル６に対向している。より具体的には、シルアウタ６ａは、車幅方向外側において略上下方向に延びる縦壁６ａ_１と、縦壁６ａ_１の上端縁から車幅方向内側に向けて延びる上側壁６ａ_２と、上側壁６ａ_２の車幅方向内側端縁から上方に延び、かつ、シルインナ６ｂの上フランジに接合される上フランジ６ａ_３と、縦壁６ａ_１の下端縁から車幅方向内側に向けて延びる下側壁６ａ_４と、下側壁６ａ_４の車幅方向内側端縁から下方に延び、かつ、シルインナ６ｂの下フランジと接合される下フランジ６ａ_５とを備えており、第１及び第３側面Ａ１，Ａ３は、縦壁６ａ_１の上部と略平行にかつ車幅方向に近接して位置している。

そして、補強部材８（すなわち凸条部２０）の第１側面Ａ１及び第２側面Ａ２は、ドアインナパネル４の凹条部３０の第３側面Ａ３及び第４側面Ａ４に、それぞれ接着剤Ｄにより面接合されている。第１側面Ａ１及び第３側面Ａ３の接合面と、第２側面Ａ２及び第４側面Ａ４の接合面は、それぞれ車体前後方向に連続して延びている。接着剤Ｄの厚さは、特に限定されないが、０．０１ｍｍ以上３．０ｍｍ以下に設定することが好ましい。接着剤Ｄとしては、エポキシ系、ウレタン系などの公知の構造用接着剤を使用することができる。

以下に、本実施形態の作用効果を説明する。

本実施形態にかかるドア構造によれば、ドアアウタパネル５のドアインナパネル４側に設けられた補強部材８が、サイドシル６と車幅方向に対向する第１側面Ａ１でドアインナパネル４に接合されている。すなわち、補強部材８は、ドアインナパネル４とドアアウタパネル５との間に狭持された状態でドア１に固定されている。また、補強部材８は、第１側面Ａ１と第１側面Ａ１からドアアウタパネル５側へ延設する第２側面Ａ２との２つの面でドアインナパネル４に接合されている。このように、互いに並行しない、つまり互いの面が交差する２つの面でドアインナパネルに接合されているので、様々な方向からの衝突荷重に対して接合部分が接合力を発揮することができ、係止体により係止した場合よりも、ドアインナパネル４に強固に固定されている。このように、上記ドア構造によれば、補強部材８とドア１とをより強固に一体化することができるので、側面衝突時、ドア１に入力された衝突荷重を、より確実に、補強部材８及びドアインナパネル４を経由してサイドシル６へ伝達することができる。これにより、当該ドア構造を備えたドア１及び車体が、要求される衝突性能をより確実に安定して発揮することができる。

また、本実施形態では、補強部材８がドアアウタパネル５と一体成形されているので、補強部材８を取付部材等を用いてドアアウタパネル５に取付けた場合と比較して、補強部材８がドアアウタパネル５から外れにくくなる。このため、衝突荷重をさらに確実に補強部材８及びドアインナパネル４を経由してサイドシル６へ伝達することができる。

さらに、本実施形態では、第１側面Ａ１及び第２側面Ａ２が、接着剤Ｄによりドアインナパネル４に接合されているので、第１及び第２側面Ａ１，Ａ２の全面に連続した均一な接合面を得ることができる。これにより、補強部材８をドアアウタパネル５により強固に接合することが可能になる。

また、本実施形態では、車幅方向外方に向けて突出した凸形状部７に補強部材８を配設したので、側面衝突時の衝突荷重が凸形状部７を介して補強部材８に入力されやすくなる。そのため、衝突荷重の荷重伝達経路を、補強部材８及びドアインナパネル４を経由してサイドシル６へ至る経路に限定しやすくなり、衝突荷重をより精度よくサイドシル６へ伝達することができるようになる。また、ドアアウタパネル５の下部に凸形状部７を設けることによって、ドアアウタパネル５の形状に抑揚感を与えてデザインを向上させることができる。

さらに、本実施形態では、凸形状部７は、その最外部Ｐの上下方向位置がサイドシル６と重なるように配置されている。すなわち、側面衝突時、最初に衝突荷重が入力されやすい凸形状部７の最外部Ｐが、上下方向位置においてサイドシル６と重なっている。そのため、凸形状部７から補強部材８及びドアインナパネル４を経由してサイドシル６へ至る荷重伝達経路の上下方向位置が揃うので、凸形状部７に入力された衝突荷重をより直接的にサイドシル６へ伝達することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、当該実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載された単なる例示に過ぎず、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。本発明の技術的範囲は、上記実施形態で開示した具体的な技術事項に限らず、そこから容易に導きうる様々な変形、変更、代替技術なども含むものである。

例えば、上記実施形態では、ドアインナパネル４と面接合される補強部材８の第１側面Ａ１及び第２側面Ａ２が、車体前後方向に垂直な断面において互いに略垂直な位置関係に配置されているが、第１側面Ａ１と第２側面Ａ２の位置関係は、これに限定されない。例えば、第１側面Ａ１と第２側面Ａ２とがなす角は、直角より大きくても小さくてもよい。それらは、同一平面上に位置してなければ、互いに平行であってもよい。

また、上記実施形態では、第１側面Ａ１及び第３側面Ａ３の接合面と、第２側面Ａ２及び第４側面Ａ４の接合面が、それぞれ車体前後方向に連続して延在していたが、接合面は、車体前後方向に断続的に配置されていてもよいし、千鳥状に配置されていてもよい。

さらに、上記実施形態では、繊維強化樹脂製のドアアウタパネル５、補強部材８の固定部材１０、及びフレーム材９の筒体９ａの材料として、炭素繊維に熱硬化性樹脂を含侵させたプリプレグシートを用いた例を示したが、上記部品の材料は、これに限定されない。強化繊維としては、炭素繊維の他、例えば、ガラス繊維、ポリアラミド繊維、アルミナ繊維、シリコンカーバイド繊維、ボロン繊維、炭化ケイ素繊維などを用いることができる。また、炭素繊維は、例えば、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ系）、ピッチ系、セルロース系、炭化水素による気相成長系炭素繊維、黒鉛繊維などを用いることができる。これらの繊維を２種類以上組み合わせて用いてもよい。また、強化繊維の形態は、連続した強化繊維の他、不連続の強化繊維、長繊維、短繊維またはそれらの組み合わせであってもよく、織物の強化繊維であってもよい。マトリックス樹脂としては、公知の熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂を用いることができる。具体的には、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド（ＰＡ）樹脂、ポリプロピレン（ＰＰ）樹脂、液晶ポリマー樹脂、ポリエーテルサルフォン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリフェニレンスルファイド（ＰＰＳ）樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリスルフォン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリスチレン樹脂、変性ポリスチレン樹脂、ＡＳ樹脂（アクリロニトリルとスチレンとのコポリマー）、ＡＢＳ樹脂（アクリロニトリル、ブタジエン及びスチレンのコポリマー）、変性ＡＢＳ樹脂、ＭＢＳ樹脂（メチルメタクリレート、ブタジエン及びスチレンのコポリマー）、変性ＭＢＳ樹脂、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）樹脂、変性ポリメチルメタクリレート樹脂等がある。

また、上記実施形態のドアアウタパネル５は繊維強化樹脂製であったが、ドアアウタパネル５の一部または全部が、強化繊維を含まない樹脂（例えば、ＡＢＳ樹脂、ＰＣ／ＡＢＣ樹脂、ＰＰ樹脂、ＰＡ樹脂など）から構成されていてもよい。これは、補強部材８の固定部材１０やフレーム材９の筒体９ａについても同様である。

さらに、上記実施形態では、ドアインナパネル４は鋼板製であったが、ドアインナパネル４の材料は、アルミ合金などの他の金属や繊維強化樹脂または強化繊維を含まない樹脂などであってもよい。

ドアアウタパネル５の成形方法は、特に限定されず、ホットプレス成形法やオートクレーブ成形法など公知の成形法を採用することができる。また、基材となる繊維プリフォームを金型に封入し、金型内にマトリックス樹脂を加圧注入する方法（レジントランスファー成形法）で成形してもよい。樹脂製または不連続繊維（短繊維、長繊維）により強化された繊維強化樹脂製のドアアウタパネル５であれば、射出成形法などで成形してもよい。これは、補強部材８の固定部材１０やフレーム材９の筒体９ａについても同様である。

また、上記実施形態では、補強部材８のフレーム材９として、炭素繊維強化樹脂からなる筒体９ａの内部に発泡コア材９ｂを充填したものを採用したが、フレーム材９は、特に限定されず、例えば、金属製の中空管でコア材を備えないものや、筒体を備えない発泡コア材９ｂのみからなるものであってもよい。

さらに、上記実施形態では、発泡コア材９ｂの材料として、発泡ポリエチレンを採用していたが、発泡コア材９ｂの材料はこれに限定されない。他の材料としては、例えば、ポリウレタン（ＰＵ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、エチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）、アクリル、ポリイミド（ＰＩ）、塩化ビニル（ＰＶＣ）、フェノール（ＰＦ）、シリコーン（ＳＩ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、エチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）などが挙げられる。また、発泡コア材９ｂは、例えば不織布等の繊維強化材を含んでいてもよい。

本発明は、樹脂製または繊維強化樹脂製のドアアウタパネルを備えた車両用ドアに適用することができる。

４ドアインナパネル
５ドアアウタパネル
６サイドシル
７凸形状部
Ｐ最外部
８補強部材
Ａ１〜Ａ４第１〜第４側面
Ｄ接着剤

Claims

ドアインナパネルと、
樹脂製または繊維強化樹脂製のドアアウタパネルと、
前記ドアアウタパネルの下部の前記ドアインナパネル側にサイドシルに沿って延設された補強部材と、
を備え、
前記補強部材は、車幅方向において前記サイドシルに対向する第１側面と、該第１側面から前記ドアアウタパネル側へ延設する第２側面とを有しており、
前記第１側面及び第２側面が前記ドアインナパネルに接合されていることを特徴とする車両用ドア構造。
前記補強部材が前記ドアアウタパネルと一体成形されていることを特徴とする請求項１に記載の車両用ドア構造。
前記第１側面及び第２側面が、接着剤により前記ドアインナパネルに接合されていることを特徴とする請求項１または２に記載の車両用ドア構造。
前記ドアアウタパネルの下部は、車幅方向外方に向けて突出する凸形状部を構成していおり、
前記補強部材は、前記凸形状部に配設されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の車両用ドア構造。
前記凸形状部は、当該凸形状部の最も車幅方向外側に位置する最外部の上下方向位置が前記サイドシルと重なるように配置されていることを特徴とする請求項４に記載の車両用ドア構造。