JPWO2020149308A1 - 自動車の側部構造及び自動車 - Google Patents

Abstract

自動車ドア内の車高方向に延びる第１の衝撃吸収部材（１２２）と、自動車ドア内の第２の衝撃吸収部材（１２６）と、自動車ドア内のドアインナーパネル（２００）と、サイドシル（５２０）と、を備え、第１の衝撃吸収部材（１２２）、第２の衝撃吸収部材（１２６）、ドアインナーパネル（２００）、及びサイドシル（５２０）は、車幅方向の直線上にあり、第２の衝撃吸収部材（１２６）は、第１の衝撃吸収部材（１２２）とドアインナーパネル（２００）の間に配置される、自動車の側部構造、並びに自動車が提供される。

Description

本発明は、自動車の側部構造及び自動車に関する。
本願は、２０１９年１月１５日に日本に出願された特願２０１９−００４０３４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、衝撃吸収部材は折れ曲がることで衝撃を吸収する。しかし、衝撃吸収部材の端部の固定が容易に破損してしまうと、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ことを本発明者らは見出した。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、衝撃吸収性能の高い、新規かつ改良された自動車の側部構造及び自動車を提供することである。

（１）本発明の一態様に係る自動車の側部構造は、自動車ドア内の車高方向に延びる第１の衝撃吸収部材と、自動車ドア内の第２の衝撃吸収部材と、自動車ドア内のドアインナーパネルと、サイドシルと、を備え、前記第１の衝撃吸収部材、前記第２の衝撃吸収部材、前記ドアインナーパネル、及び前記サイドシルは、車幅方向の直線上にあり、前記第２の衝撃吸収部材は、前記第１の衝撃吸収部材と前記ドアインナーパネルの間に配置されることを特徴とする。
（２）上記（１）に記載の自動車の側部構造において、前記直線上の前記第１の衝撃吸収部材の横断面が矩形状又は環状であっても良い。
（３）上記（１）又は（２）に記載の自動車の側部構造において、前記第２の衝撃吸収部材は前記ドアインナーパネルに接合され、前記第２の衝撃吸収部材と前記ドアインナーパネルは、車幅方向を軸とする管形状を構成するものであっても良い。
（４）上記（１）又は（２）に記載の自動車の側部構造において、前記第２の衝撃吸収部材は、前記ドアインナーパネルの一部であっても良い。
（５）上記（１）から（４）のいずれか一項に記載の自動車の側部構造において、前記第１の衝撃吸収部材の端部は、前記第２の衝撃吸収部材および／または前記ドアインナーパネルに当接する面を有するものであっても良い。
（６）上記（１）から（５）のいずれか一項に記載の自動車の側部構造において、前記第１の衝撃吸収部材の前記車高方向下側の端部は、前記ドアインナーパネルに接合されているものであっても良い。
（７）上記（１）から（６）のいずれか一項に記載の自動車の側部構造において、前記第１の衝撃吸収部材の前記車高方向下側の端部は、前記第２の衝撃吸収部材に接合されているものであっても良い。
（８）上記（１）から（７）のいずれか一項に記載の自動車の側部構造において、自動車ドア内の車長方向に延び、前記第１の衝撃吸収部材と交差する第３の衝撃吸収部材を備えるものであっても良い。
（９）上記（８）に記載の自動車の側部構造において、前記第３の衝撃吸収部材は前記第１の衝撃吸収部材より車幅方向車外側にあっても良い。
（１０）上記（８）又は（９）に記載の自動車の側部構造において、前記第１の衝撃吸収部材と前記第３の衝撃吸収部材の交差部において、前記第１の衝撃吸収部材および／または前記第３の衝撃吸収部材の車幅方向の厚さが減少するものであっても良い。
（１１）上記（８）から（１０）のいずれか一項に記載の自動車の側部構造において、前記第３の衝撃吸収部材は、前記第１の衝撃吸収部材に接合されているものであっても良い。
（１２）上記（８）から（１１）のいずれか一項に記載の自動車の側部構造において、前記第１の衝撃吸収部材及び／または前記第３の衝撃吸収部材が複数設けられていても良い。
（１３）上記（８）から（１２）のいずれか一項に記載の自動車の側部構造において、ピラーをさらに備え、前記第２の衝撃吸収部材が、さらに前記第３の衝撃吸収部材と前記ドアインナーパネルの間に配置され、前記第３の衝撃吸収部材、前記第２の衝撃吸収部材、前記ドアインナーパネル、及び前記ピラーは、車幅方向の直線上にあっても良い。
（１４）上記（１３）に記載の自動車の側部構造において、前記第３の衝撃吸収部材と前記ドアインナーパネルの間に配置されている前記第２の衝撃吸収部材は前記ドアインナーパネルに接合され、前記第２の衝撃吸収部材と前記ドアインナーパネルは、車幅方向を軸とする管形状を構成しても良い。
（１５）上記（１３）に記載の自動車の側部構造において、前記第３の衝撃吸収部材と前記ドアインナーパネルの間に配置されている前記第２の衝撃吸収部材は、前記ドアインナーパネルの一部であっても良い。
（１６）本発明の一態様に係る自動車は、上記（１）〜（１５）のいずれか一項に記載の自動車の側部構造を備える。

本発明によれば、衝撃を確実に吸収することが可能な自動車の側部構造及び自動車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３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。 ドアの下端部において、本実施形態に係る第１の衝撃吸収部材と第２の衝撃吸収部材が隣接する部位の構成例のバリエーションを示す模式図である。 ドアの下端部において、本実施形態に係る第１の衝撃吸収部材と第２の衝撃吸収部材が隣接する部位の構成例のバリエーションを示す模式図である。 ドアの下端部において、本実施形態に係る第１の衝撃吸収部材と第２の衝撃吸収部材が隣接する部位の構成例のバリエーションを示す模式図である。 ドアの下端部において、本実施形態に係る第１の衝撃吸収部材と第２の衝撃吸収部材が隣接する部位の構成例のバリエーションを示す模式図である。 本実施形態に係る第２の衝撃吸収部材をドアインナーパネルと一体に構成した例を示す模式図である。 本実施形態に係る第２の衝撃吸収部材をドアインナーパネルと一体に構成した例を示す模式図である。 本実施形態に係る第２の衝撃吸収部材をドアインナーパネルと一体に構成した例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。 ドアがボデーに対して閉じた状態で、図８に示す一点鎖線ＩＩ−ＩＩ’に沿った断面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。 ドアがボデーに対して閉じた状態で、図１０に示す一点鎖線ＩＩＩ−ＩＩＩ’に沿った断面を示す模式図である。 図２に示す本実施形態の構成と、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。

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／又はリアドア）、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２に示すように、衝撃吸収部材１２０は、車高方向に配置された第１の衝撃吸収部材１２２と、車長方向に配置された第３の衝撃吸収部材１２４とを含む。図２の例では、第１の衝撃吸収部材１２２と第３の衝撃吸収部材１２４は互いに交差している。ここで、第１の衝撃吸収部材１２２が車高方向に配置されるとは、第１の衝撃吸収部材１２２の長手方向が車長方向と交差するように配置されることを意味する。また、第３の衝撃吸収部材１２４が車長方向に配置されるとは、第３の衝撃吸収部材１２４が車高方向と交差するように配置されることを意味する。

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３の衝撃吸収部材１２４は、ほぼ直線状に延在している。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３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３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３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３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４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３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４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４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。図４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３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３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。なお、本明細書において衝撃吸収部材１２０の「横断面」とは、衝撃吸収部材１２０の長手方向に垂直な断面を意味する。

図４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。

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。

また、図２及び図３に示すように、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２の衝撃吸収部材１２６が介在している。より詳細には、この部位において、第１の衝撃吸収部材１２２とサイドシル５２０との間に第２の衝撃吸収部材１２６が介在しており、複数の第２の衝撃吸収部材１２６のそれぞれが、複数の第１の衝撃吸収部材１２２の位置に対応して設けられている。

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。また、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、第１の衝撃吸収部材１２２とサイドシル５２０との間に４つの第２の衝撃吸収部材１２６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、第２の衝撃吸収部材１２６、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。

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が介在している構成とすることで、第１の衝撃吸収部材１２２の端部がサイドシル５２０によって支持される。第１の衝撃吸収部材１２２を支持する部位（すなわち、サイドシル５２０）は、自動車１０００の骨格部材であり、容易に変形することがないため、ドア６００に衝撃が加わった際に、第１の衝撃吸収部材１２２が荷重を受け止めることができる。すなわち、衝撃吸収部材１２０の衝撃吸収性能を活かすことができる。

ここで、乗員保護の観点からは、衝撃吸収部材１２０を乗員からできるだけ離れた位置に設置することが望ましい。すなわち、衝撃吸収部材１２０をドア６００の外装材１１０側に設置することが好適である。この点では、ドア６００の厚みをより厚くすることで、衝撃吸収部材１２０をより外装材１１０側に配置することができる。しかし、ドア６００の厚みをより厚くして分厚いドア６００を構成した場合、衝撃吸収部材１２０を外装材１１０側に配置すると、第１の衝撃吸収部材１２２の端部がサイドシル５２０と離れてしまう。この場合、第１の衝撃吸収部材１２２がサイドシル５２０から離れてしまい、第１の衝撃吸収部材１２２の衝撃吸収性能を活かすことができないことが想定される。

そこで、本実施形態では、上述のように、第１の衝撃吸収部材１２２、第２の衝撃吸収部材１２６、ドアインナーパネル２００、サイドシル５２０の順に、車幅方向の同一線上にこれらが配置される。ここで、第１の衝撃吸収部材１２２は車高方向に延びる衝撃吸収部材であり、第２の衝撃吸収部材１２６は第１の衝撃吸収部材１２２とドアインナーパネル２００との間に配置される衝撃吸収部材である。換言すると、第１の衝撃吸収部材１２２とドアインナーパネル２００が、第２の衝撃吸収部材１２６をサンドイッチする構造とされている。このような構成によれば、自動車１０００の側面からの衝突でドア６００が変形した際、第１の衝撃吸収部材１２２は荷重を受け止めるとともに、荷重が第１の衝撃吸収部材１２２から第２の衝撃吸収部材１２６を介してサイドシル５２０に伝わる。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。これにより、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ことを、第１の衝撃吸収部材１２２、第２の衝撃吸収部材１２６及びサイドシル５２０で抑止することができる。

第２の衝撃吸収部材１２６は、第１の衝撃吸収部材１２２と、ドアインナーパネル２００を介して、サイドシル５２０に挟まれて、効率よく荷重を受け止める。更に、第２の衝撃吸収部材１２６は、自身が変形することで荷重を吸収することもできる。

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４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。つまり、第１の衝撃吸収部材１２２が扁平な板であると、折損した場合に衝撃吸収機能を発揮することができない可能性がある。

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第２の衝撃吸収部材１２６及び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、第２の衝撃吸収部材１２６の車幅方向車外側に第１の衝撃吸収部材１２２が侵入し、第１の衝撃吸収部材１２２は第２の衝撃吸収部材１２６とドアインナーパネル２００を介してサイドシル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）。次に、第２の衝撃吸収部材１２６が変形して衝撃エネルギーを更に吸収する（ステップ４）。

より詳細には、ステップ３では、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及び第２の衝撃吸収部材１２６がドアインナーパネル２００を挟んで接近する。第１の衝撃吸収部材１２２、第２の衝撃吸収部材１２６及びサイドシル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、第２の衝撃吸収部材１２６を設けていない場合、上記のステップ３の衝撃エネルギーの吸収が十分には起こらないとともに、上記のステップ４の衝撃エネルギーの吸収が起こらない。このように、本実施形態の構成によれば、衝撃による荷重を確実に吸収することが可能である。また、該同一線上において、第１の衝撃吸収部材１２２の断面を環状あるいは矩形状とすることで、第１の衝撃吸収部材１２２が衝撃吸収機能を十分に発揮でき、上記ステップ３の効果を更に十分に発揮できる。

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５は、第１の衝撃吸収部材１２２と第３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５は、第１の衝撃吸収部材１２２と第３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３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５に示すように、第１の衝撃吸収部材１２２に凹部１２２ａを、第３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３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３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３の衝撃吸収部材１２４が同一面内に配置される。

第３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３の衝撃吸収部材１２４に伝わる。そして、第３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５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において第２の衝撃吸収部材１２６を挟んでサイドシル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。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。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。より好ましくは、第１の衝撃吸収部材１２２の数は、４つまたは５つである。

第３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３の衝撃吸収部材１２４は２つ以上が好ましく、また第３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３の衝撃吸収部材１２４は５つ以下が好ましい。より好ましくは、第３の衝撃吸収部材１２４の数は、３つまたは４つである。

なお、第１の衝撃吸収部材１２２と第３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３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、より好ましくは、第１の衝撃吸収部材１２２と第３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は、２００ｍｍ以下である。

このように、本実施形態に係る自動車では、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の構造で荷重を効果的に吸収することが可能である。

図６Ａ〜図６Ｄは、ドア６００の下端部６１０において、第１の衝撃吸収部材１２２と第２の衝撃吸収部材１２６が隣接する部位の構成例のバリエーションを示す模式図であって、図２中に二点鎖線で囲んだ領域Ａ１の詳細な構成を示している。図６Ａ〜図６Ｄは、第１の衝撃吸収部材１２２、第２の衝撃吸収部材１２６、ドアインナーパネル２００を車両の外側（外装材１１０側）から見た状態を示しており、外装材１１０の図示は省略している。図６Ａ〜図６Ｄに示すように、ドアインナーパネル２００の下端は車両の外側（外装材１１０側）に向かって折り曲げられることで、外装材１１０とドアインナーパネル２００をヘミング加工するためのヘム部２００ａが構成されている。

図６Ａ〜図６Ｄに示すように、第２の衝撃吸収部材１２６は、第１の衝撃吸収部材１２２とドアインナーパネル２００の間に配置されており、第１の衝撃吸収部材１２２よりもドアインナーパネル２００側に配置されている。第２の衝撃吸収部材１２６は、図６Ａ〜図６Ｃに示す例では、車幅方向に垂直な断面の形状がフランジ付きのＭ字形の板金により構成されている。また、第２の衝撃吸収部材１２６を構成する板金は、車幅方向に延在している。第２の衝撃吸収部材１２６も、例えば鋼板から構成することができる。

図６Ａ〜図６Ｃに示すように、第２の衝撃吸収部材１２６をＭ字形の断面形状の板金により構成し、板金の延在する方向を車幅方向とする。このような構成とすることで、ドア６００の側面が外部から衝撃を受けた際に、第１の衝撃吸収部材１２２が第２の衝撃吸収部材１２６に侵入しようとすると、最初に第１の衝撃吸収部材１２２の車高方向の下側端部が第２の衝撃吸収部材１２６とドアインナーパネル２００を介してサイドシル５２０によって支持される。このため、第１の衝撃吸収部材が変形して荷重を吸収することができる。さらに、第１の衝撃吸収部材１２２が第２の衝撃吸収部材１２６に侵入することで、第２の衝撃吸収部材１２６が座屈変形し、荷重を吸収することができる。なお、第２の衝撃吸収部材１２６の断面形状はＭ字形に限定されるものではなく、他の形状を採用することもできる。

また、図６Ａ〜図６Ｃに示すように、第２の衝撃吸収部材１２６とドアインナーパネル２００の底部２００ｂは、その延在する方向が共に車幅方向であり、車幅方向を軸とする管形状を構成している。これにより、ドア６００の側面が衝突した際の、第１の衝撃吸収部材１２２の車高方向の下側端部が第２の衝撃吸収部材１２６とドアインナーパネル２００を介してサイドシル５２０によって支持される効果をより高めることができる。さらに、第１の衝撃吸収部材１２２が第２の衝撃吸収部材１２６に侵入した場合に、第２の衝撃吸収部材１２６とドアインナーパネル２００の底部２００ｂが座屈変形するため、荷重を吸収する効果をより高めることができる。ここで、車幅方向を軸とする管形状とは、車幅方向に垂直な断面視で、閉断面を構成する形状を意味する。ここで、断面形状は、管形状の全ての断面視において必ずしも連続していなくともよく、管形状の一部において閉断面を構成していなくともよい。

第１の衝撃吸収部材１２２と第２の衝撃吸収部材１２６との間は、各部材の製造時に生じる公差内の寸法誤差に伴う干渉を回避するという理由から、若干量の隙間が設けられていることが好ましい。

図６Ｄに示す例では、第２の衝撃吸収部材１２６は、袋形状の台座から構成されている。図６Ｄに示す第２の衝撃吸収部材１２６は、例えば、板金をプレス加工することで構成されている。図６Ｄに示す構成例においても、ドア６００の側面が衝突した際に、第１の衝撃吸収部材１２２が第２の衝撃吸収部材１２６に侵入しようとすると、最初に第１の衝撃吸収部材１２２の車高方向の下側端部が第２の衝撃吸収部材１２６とドアインナーパネル２００を介してサイドシル５２０によって支持されるため、第１の衝撃吸収部材１２２が変形して荷重を吸収することができる。さらに、第１の衝撃吸収部材１２２が第２の衝撃吸収部材１２６に侵入することで、第２の衝撃吸収部材１２６が変形し、荷重を吸収することができる。

また、図６Ａ〜図６Ｃに示すように、第２の衝撃吸収部材１２６は、接合部１２６ａにおいて、ドアインナーパネル２００の底部２００ｂに接合されている。第２の衝撃吸収部材１２６をドアインナーパネル２００に接合することで、第２の衝撃吸収部材１２６に荷重が加わった際に、第２の衝撃吸収部材１２６が当初の位置から移動してしまうことがなく、第１の衝撃吸収部材１２２からの荷重を確実に受け止めて、荷重をサイドシル５２０側に伝達することができる。接合は、好適には溶接によって行われるが、接着等の手法で接合を行っても良い。

また、図６Ａ〜図６Ｃに示す例では、第１の衝撃吸収部材１２２は、その末端においてドアインナーパネル２００に当接する面を有し、ドアインナーパネル２００に固定されている。図６Ａに示す例では、第１の衝撃吸収部材１２２の末端が、接合部１２２ｂにおいて、ヘム部２００ａに接合されている。一方、図６Ｂに示す例では、第１の衝撃吸収部材１２２の末端は、接合部１２２ｂにおいて、ドアインナーパネル２００の底部２００ｂに接合されている。

尚、図６Ａに示す例において、ドアインナーパネル２００のヘム部２００ａは外装材１１０を密着させてヘミング加工する部位であるため、第１の衝撃吸収部材１２２の下側端部の形状が外装材１１０の車両外側に転写され、意匠性が損なわれる可能性がある。この対策として、例えばヘム部２００ａと第１の衝撃吸収部材１２２の下側端部の車両外側の面が面一となるように、ヘム部２００ａに第１の衝撃吸収部材１２２の下側端部の形状に対応した凹部を設けても良い。また、図６Ａに示す例の変形例として、図６Ｃに示すように、ヘム部２００ａと底部２００ｂの間にもう一段の段差形状を設け、その段差面２００ｃに第１の衝撃吸収部材１２２の末端を接合しても良い。接合は、好適には溶接によって行われるが、構造用接着剤などを用いた接着等の手法で接合を行っても良い。さらに、図６Ａ〜図６Ｄに示す例では、第１の衝撃吸収部材１２２の末端とドアインナーパネル２００または第２の衝撃吸収部材１２６は直接固定されているが、第１の衝撃吸収部材１２２の末端をブラケット等の他部品を介してドアインナーパネル２００または第２の衝撃吸収部材１２６に固定しても良い。ブラケット等の他部品を用いることで部品点数は増加するものの、第１の衝撃吸収部材１２２の末端の形状を簡略化できるメリットがあるためである。

また、図６Ｄに示す例では、第１の衝撃吸収部材１２２は、その末端において第２の衝撃吸収部材１２６に当接する面を有し、接合部１２２ｂにおいて、第２の衝撃吸収部材１２６と接合されている。図６Ｄに示したように、第１の衝撃吸収部材１２２の末端をドアインナーパネル２００に接合する代わりに、第１の衝撃吸収部材１２２の末端を第２の衝撃吸収部材１２６に接合しても良い。第２の衝撃吸収部材１２６は、接合部１２６ａにてドアインナーパネル２００の底部２００ｂに接合されているため、第１の衝撃吸収部材１２２の末端を第２の衝撃吸収部材１２６に接合した場合、第１の衝撃吸収部材１２２の末端をドアインナーパネル２００に接続した場合と同等の効果を得ることができる。

図６Ａ〜図６Ｄのように第１の衝撃吸収部材１２２がドアインナーパネル２００又は第２の衝撃吸収部材１２６に接合された状態で、ドアインナーパネル２００のヘム部２００ａには、更に外装材１１０がヘミング加工により接合される。外装材１１０とドアインナーパネル２００の接合は、ヘミング加工に加えて、接着等を行って接合しても良い。

車幅方向車外側に向かって凸に湾曲する第１の衝撃吸収部材１２２に荷重が加えられると、第１の衝撃吸収部材１２２の末端がドア６００の車高方向外側に向かって（下方に向かって）移動する力が生ずる。第１の衝撃吸収部材１２２をドアインナーパネル２００または第２の衝撃吸収部材１２６に接合することで、第１の衝撃吸収部材１２２の末端がドア６００の車高方向外側に向かって移動することを抑止できる。また、第１の衝撃吸収部材１２２の末端をドア６００の車高方向下端に配置してもよい。そうすると、第１の衝撃吸収部材１２２の末端がドアインナーパネル２００の底部２００ｂと干渉し、その結果、第１の衝撃吸収部材１２２の末端がドア６００の車高方向外側に向かって移動することを抑制できる。これらより、第１の衝撃吸収部材１２２が凸に湾曲した状態をより長く保ちながら徐々に変形して荷重を受けることができるので、衝撃吸収性能が高くなる。

車幅方向に沿って見た場合（車幅方向に垂直な平面視で）、第１の衝撃吸収部材１２２と第２の衝撃吸収部材１２６とが重なる領域で、第２の衝撃吸収部材１２６とドアインナーパネル２００の底部２００ｂが構成する管形状の車長方向における最大の幅が、第１の衝撃吸収部材１２２の車長方向における幅よりも大きいことがより好ましい。これにより、衝撃による荷重が加わるときに第１の衝撃吸収部材１２２が車長方向へ倒れこむことを抑制できるという効果がある。

次に、図７Ａ〜図７Ｃに基づいて、第２の衝撃吸収部材１２６をドアインナーパネル２００と一体に構成した例について説明する。図７Ａ〜図７Ｃは、ドア６００の下端部６１０において、第１の衝撃吸収部材１２２の末端の近傍を示す模式図であって、図６Ａ〜図６Ｄと同様、図２中に二点鎖線で囲んだ領域Ａ１の詳細な構成を示している。図６Ａ〜図６Ｄと同様、図７Ａ〜図７Ｃは、第１の衝撃吸収部材１２２、第２の衝撃吸収部材１２６、ドアインナーパネル２００を車両の外側（外装材１１０側）から見た状態を示しており、外装材１１０の図示は省略している。

図７Ａ〜図７Ｃに示す例において、第２の衝撃吸収部材１２６は、ドアインナーパネル２００を台座状にプレス成形することで構成されている。換言すれば、図７Ａ〜図７Ｃに示す例において、第２の衝撃吸収部材１２６は、ドアインナーパネル２００の一部とされている。このように、ドアインナーパネル２００の一部から第２の衝撃吸収部材１２６を構成した場合においても、ドア６００の側面が衝突した際に、第１の衝撃吸収部材１２２が第２の衝撃吸収部材１２６に侵入しようとすると、最初に第１の衝撃吸収部材１２２の車高方向の下側端部が第２の衝撃吸収部材１２６とドアインナーパネル２００を介してサイドシル５２０によって支持されるため、第１の衝撃吸収部材１２２が変形して荷重を吸収することができる。さらに、第１の衝撃吸収部材１２２が第２の衝撃吸収部材１２６に侵入することで、第２の衝撃吸収部材１２６が変形し、荷重を吸収することができる。また、ドアインナーパネル２００を加工して第２の衝撃吸収部材１２６を構成することで、部品点数を削減するとともに、第２の衝撃吸収部材１２６をドアインナーパネル２００に接合する工程を削減することができる。

なお、図７Ａ〜図７Ｃに示す例においても、第１の衝撃吸収部材１２２は、その末端においてドアインナーパネル２００に当接する面を有し、ドアインナーパネル２００に固定されている。図７Ａ〜図７Ｃにおいて、第１の衝撃吸収部材１２２のドアインナーパネル２００への接合方法は、図６Ａ〜図６Ｃのそれぞれと同様である。また、図示は省略するが、図７Ａ〜図７Ｃに示す構成において、図６Ｄと同様に、第１の衝撃吸収部材１２２の末端を第２の衝撃吸収部材１２６に接合しても良い。

図７Ａ〜図７Ｃに示す例において、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１２６とが重なる領域で、第２の衝撃吸収部材１２６の車長方向における最大の幅が、第１の衝撃吸収部材１２２の車長方向における幅よりも大きいことがより好ましい。これにより、衝撃による荷重が加わるときに第１の衝撃吸収部材１２２が車長方向へ倒れこむことを抑制できるという効果がある。

また、衝撃による荷重が加わるときに第１の衝撃吸収部材１２２が車長方向へ倒れこむことを抑制するという観点からは、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１２６とが重なる領域で、車長方向において、第２の衝撃吸収部材１２６とドアインナーパネル２００の底部２００ｂが構成する管形状内又は第２の衝撃吸収部材１２６内に第１の衝撃吸収部材１２２がすべて含まれる箇所を有することがより好ましい。

次に、図８〜１１に基づいて、本発明の上記実施形態に対する比較例１、比較例２について説明する。図８は、比較例１に係るドア６００の構造を示す模式図であって、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いる。また、図９は、ドア６００がボデー５００に対して閉じた状態で、図８に示す一点鎖線ＩＩ−ＩＩ’に沿った断面を示す模式図である。なお、図８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。

図８及び図９に示すように、比較例１の構成では、車高方向において、第１の衝撃吸収部材１２２はサイドシル５２０の位置までは延在していない。このため、ドア６００の外装パネル１００に他の構造物が衝突した場合に、荷重をサイドシル５２０で効果的に受けることができない。

また、図１０は、比較例２に係るドア６００の構造を示す模式図であって、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いる。また、図１１は、ドア６００がボデー５００に対して閉じた状態で、図１０に示す一点鎖線ＩＩＩ−ＩＩＩ’に沿った断面を示す模式図である。なお、図１０に示す一点鎖線ＩＩＩ−ＩＩＩ’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。

図１０及び図１１に示すように、比較例２の構成では、第１の衝撃吸収部材１２２はサイドシル５２０の位置までは延在しているものの、本実施形態における第２の衝撃吸収部材１２６は設けられていない。このため、サイドシル５２０の位置において、第１の衝撃吸収部材１２２とドアインナーパネル２００との間に空間が生じており、ドア６００の外装パネル１００に他の構造物が衝突した場合に、荷重をサイドシル５２０で効果的に受けることができない。

図１２は、図２に示す本発明の実施形態の構成と、上述した比較例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に、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１２に示すように、同じストロークの場合、比較例１、比較例２よりも本実施形態の方が荷重特性が向上しており、その差はストロークが２５ｍｍ以上で顕著に表れている。従って、本実施形態の構成により、衝撃吸収性能を大幅に高めることが可能であることが理解できる。

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１２６、第３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、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、第２の衝撃吸収部材１２６、ドアインナーパネル２００、サイドシル５２０の順に、車幅方向の同一線上にこれらを配置したため、自動車１０００の側面が他の構造物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。

なお、本発明において、自動車の側部構造とは、自動車のドアと、サイドシル、ピラーなどの構造部材を含むものである。

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、特許請求の範囲に記載された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、衝撃を確実に吸収することが可能な自動車の側部構造及び自動車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。

１２２ 第１の衝撃吸収部材
１２４ 第３の衝撃吸収部材
１２６ 第２の衝撃吸収部材
２００ ドアインナーパネル
５２０ サイドシル
６００ ドア
１０００ 自動車

Claims (16)

1. 自動車ドア内の車高方向に延びる第１の衝撃吸収部材と、
   自動車ドア内の第２の衝撃吸収部材と、
   自動車ドア内のドアインナーパネルと、
   サイドシルと、
   を備え、
   前記第１の衝撃吸収部材、前記第２の衝撃吸収部材、前記ドアインナーパネル、及び前記サイドシルは、車幅方向の直線上にあり、
   前記第２の衝撃吸収部材は、前記第１の衝撃吸収部材と前記ドアインナーパネルの間に配置される
   ことを特徴とする自動車の側部構造。
2. 前記直線上の前記第１の衝撃吸収部材の横断面が矩形状又は環状である
   ことを特徴とする請求項１に記載の自動車の側部構造。
3. 前記第２の衝撃吸収部材は前記ドアインナーパネルに接合され、
   前記第２の衝撃吸収部材と前記ドアインナーパネルは、車幅方向を軸とする管形状を構成する
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の自動車の側部構造。
4. 前記第２の衝撃吸収部材は、前記ドアインナーパネルの一部である
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の自動車の側部構造。
5. 前記第１の衝撃吸収部材の端部は、前記第２の衝撃吸収部材および／または前記ドアインナーパネルに当接する面を有する
   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の側部構造。
6. 前記第１の衝撃吸収部材の前記車高方向下側の端部は、前記ドアインナーパネルに接合されている
   ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の自動車の側部構造。
7. 前記第１の衝撃吸収部材の前記車高方向下側の端部は、前記第２の衝撃吸収部材に接合されている
   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の側部構造。
8. 自動車ドア内の車長方向に延び、前記第１の衝撃吸収部材と交差する第３の衝撃吸収部材を備える
   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の側部構造。
9. 前記第３の衝撃吸収部材は前記第１の衝撃吸収部材より車幅方向車外側にある
   ことを特徴とする請求項８に記載の自動車の側部構造。
10. 前記第１の衝撃吸収部材と前記第３の衝撃吸収部材の交差部において、前記第１の衝撃吸収部材および／または前記第３の衝撃吸収部材の車幅方向の厚さが減少する
    ことを特徴とする請求項８又は９に記載の自動車の側部構造。
11. 前記第３の衝撃吸収部材は、前記第１の衝撃吸収部材に接合されている
    ことを特徴とする請求項８〜１０のいずれか一項に記載の自動車の側部構造。
12. 前記第１の衝撃吸収部材及び／または前記第３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８〜１１のいずれか一項に記載の自動車の側部構造。
13. ピラーをさらに備え、
    前記第２の衝撃吸収部材が、さらに前記第３の衝撃吸収部材と前記ドアインナーパネルの間に配置され、
    前記第３の衝撃吸収部材、前記第２の衝撃吸収部材、前記ドアインナーパネル、及び前記ピラーは、車幅方向の直線上にある
    ことを特徴とする請求項８〜１２のいずれか一項に記載の自動車の側部構造。
14. 前記第３の衝撃吸収部材と前記ドアインナーパネルの間に配置されている前記第２の衝撃吸収部材は前記ドアインナーパネルに接合され、
    前記第２の衝撃吸収部材と前記ドアインナーパネルは、車幅方向を軸とする管形状を構成する
    ことを特徴とする請求項１３に記載の自動車の側部構造。
15. 前記第３の衝撃吸収部材と前記ドアインナーパネルの間に配置されている前記第２の衝撃吸収部材は、前記ドアインナーパネルの一部である
    ことを特徴とする請求項１３に記載の自動車の側部構造。
16. 請求項１〜１５のいずれか一項に記載の自動車の側部構造を備える自動車。

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