WO2020149305A1 - 自動車ドア - Google Patents

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WO2020149305A1
WO2020149305A1 PCT/JP2020/001074 JP2020001074W WO2020149305A1 WO 2020149305 A1 WO2020149305 A1 WO 2020149305A1 JP 2020001074 W JP2020001074 W JP 2020001074W WO 2020149305 A1 WO2020149305 A1 WO 2020149305A1
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WO
WIPO (PCT)
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absorbing member
shock absorbing
vehicle
door
impact absorbing
Prior art date
Application number
PCT/JP2020/001074
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English (en)
French (fr)
Inventor
鈴木　利哉
智史 広瀬
吉田　亨
嘉明 中澤
Original Assignee
日本製鉄株式会社
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Publication date
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Priority to JP2020566431A priority patent/JP7103438B2/ja
Priority to US17/422,318 priority patent/US11639087B2/en
Priority to EP20741291.7A priority patent/EP3912840B1/en
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    • B60J5/0443—Beams
    • B60J5/0444—Beams characterised by a special cross section

Definitions

  • the present invention relates to automobile doors.
  • the present application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2019-004038 filed in Japan on January 15, 2019, the content of which is incorporated herein.
  • Patent Document 1 there is a technology that is supposed to provide a vehicle door structure that can achieve high-level vibration suppression and tensile rigidity improvement of an outer door panel while suppressing an increase in weight and an increase in cost. Have been described.
  • one strut extending in the vehicle height direction of the door, a door outer waist reinforcement and a guard bar extending in the vehicle length direction of the door are provided.
  • the struts extending in the vehicle height direction of the door are provided for improving the tension rigidity of the panel
  • the guard bar extending in the vehicle length direction is responsible for absorbing the impact due to a collision.
  • shock absorbing members such as guard bars are installed so as to cross the door.
  • the end portion of the shock absorbing member is fixed, and the shock absorbing member absorbs the shock by bending on the center side of the fixing portion.
  • the present inventors have found that if the shock absorbing member is easily bent, the performance of the shock absorbing member cannot be fully exhibited.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a new and improved automobile door capable of absorbing shock more reliably.
  • An automobile door includes a first impact absorbing member that crosses the automobile door so as to extend across both end regions in the vehicle height direction, and both end portions of the automobile door in the vehicle length direction.
  • a second shock absorbing member that traverses so as to extend over the region, an exterior material, and a belt line reinforcement, the second impact absorbing member is adjacent to the exterior material, and the first impact absorbing member is provided.
  • a member and the second impact absorbing member intersect at an intersecting portion, the first impact absorbing member and the second impact absorbing member contact at the intersecting portion, and the second impact absorbing member is the exterior material.
  • the first impact-absorbing member the extension of the first impact-absorbing member in a region excluding both end regions in the vehicle height direction, both end regions in the vehicle length direction, and the intersecting portion.
  • the bending rigidity in the vehicle width direction of the cross section perpendicular to the existing direction is larger than the bending rigidity of the cross section perpendicular to the extending direction of the second impact absorbing member in the vehicle width direction, and the belt line reinforcement is the first
  • the end portion of the impact absorbing member on the window side is supported by a supporting portion, the belt line reinforcement is disposed closer to the passenger compartment than the first impact absorbing member, and the belt line reinforcement in the supporting portion extends in the extending direction.
  • the bending rigidity of the vertical cross section in the vehicle width direction is greater than the bending rigidity of the cross section perpendicular to the extending direction of the first impact absorbing member in the vehicle width direction at the intersection.
  • the first impact absorbing member and/or the second impact are provided at the intersection of the first impact absorbing member and the second impact absorbing member.
  • the thickness of the absorbing member in the vehicle width direction may be reduced.
  • the bending rigidity in the vehicle width direction of the cross section perpendicular to the extending direction of the first impact absorbing member is equal to the second impact absorbing property at the intersection.
  • the second shock absorbing member may be joined to the first shock absorbing member.
  • the width in the vehicle width direction is the vehicle length in a cross section perpendicular to the extending direction of the first impact absorbing member. It may be more than the width in the direction.
  • the width in the vehicle width direction is the vehicle height. It may be more than the width in the direction.
  • FIG. 9 is a schematic diagram showing a cross section taken along one-dot chain line II-II′ shown in FIG. 8.
  • FIG. 9 is a characteristic diagram showing the relationship between the stroke of the indenter and the load received by the indenter when the exterior panel of the door is pressed by the indenter with respect to the configuration of the present embodiment shown in FIG. 2 and the configuration of the comparative example shown in FIG. 8. ..
  • the present inventors disclosed in WO2018/021422 a shock absorbing member vertically and horizontally arranged inside an exterior panel, and the tensile rigidity and impact resistance can be obtained even if the thickness of the exterior material is reduced. The weight has been reduced without reducing performance. On the other hand, the present application achieves further weight reduction of the exterior material of the automobile.
  • FIG. 1 is a perspective view showing the structure of an automobile 1000 according to an embodiment of the present invention.
  • an automobile 1000 includes components such as a body 500, a door 600 (front door and/or rear door), a hood 700, a fender 800, a trunk lid 900, and the like.
  • the structure of the automobile 1000, particularly in the vicinity of the door 600 will be described.
  • INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be applied to a slide type door as well as a door attached to a vehicle body via a hinge.
  • the door 600 and the body 500 are provided to the body 500 via a door hinge (or a door hinge provided on the B pillar 530) provided on the A pillar 510 (also referred to as a front pillar) of the body 500. It is rotatably connected.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing the structure of the door 600, and shows the state in which the door 600 is viewed from the outside of the automobile 1000. Note that, for convenience of description, in FIG. 2, only the impact absorbing member 120 of the exterior panel 100, which will be described later, is illustrated, and the exterior material 110 is not illustrated. Further, FIG. 3 is a schematic diagram showing a cross section taken along the alternate long and short dash line I-I′ shown in FIG. The position of the alternate long and short dash line I-I' shown in FIG. 2 corresponds to the position of the alternate long and short dash line I-I' shown in FIG.
  • the lower end 610 of the door 600 is adjacent to the side sill 520 of the body 500 via the side panel when the door is closed with respect to the body 500.
  • the rear end 620 of the door 600 is adjacent to the B pillar 530 (also referred to as the center pillar) of the body 500 via the side panel.
  • the A pillar 510 and the B pillar 530 are also collectively referred to as a pillar.
  • the door 600 has an exterior panel 100.
  • the exterior panel 100 is a panel whose front side is exposed to the outside of the automobile 1000.
  • the front surface of the exterior panel 100 is painted according to the color of the automobile 1000.
  • Exterior panel 100 is composed of exterior material 110 and shock absorbing member 120.
  • the exterior material 110 is made of, for example, a steel plate having a thickness of about 0.4 to 0.7 mm.
  • the exterior material 110 is curved so that the front side is convex. That is, the exterior material 110 is curved in a cross section perpendicular to the vehicle length direction.
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing a state where the exterior panel 100 is viewed from the back side (inside of the automobile).
  • the shock absorbing member 120 includes a first shock absorbing member 122 disposed across the exterior panel 100 so as to extend over both end regions of the exterior panel 100 in the vehicle height direction, and a vehicle length direction of the exterior panel 100.
  • the “both end regions of the exterior panel 100 in the vehicle height direction” means an area of 20% inward from both end portions of the exterior panel 100 in the vehicle height direction.
  • the “both end regions of the exterior panel 100 in the vehicle length direction” mean regions of 10% inward from both ends of the exterior panel 100 in the vehicle length direction.
  • first shock absorbing member 122 be curved according to the shape of the exterior material 110.
  • the second shock absorbing member 124 extends substantially linearly and in parallel with the vehicle length direction. However, when the exterior material 110 is curved in a cross section perpendicular to the vehicle height direction, it is desirable that the second shock absorbing member 124 has a shape that follows the curved shape of the exterior material 110.
  • the first shock absorbing member 122 and the second shock absorbing member 124 can be in close contact with the exterior material 110 if they have a shape that follows the exterior material 110, and are preferably joined (bonded) to the exterior material 110.
  • the exterior material 110 is not deformed when the first shock absorbing member 122 or the second shock absorbing member 124 is deformed. resist. That is, it is more preferable because the exterior material 110 can contribute to shock absorption.
  • a door inner panel 200 is provided inside the exterior panel 100.
  • the door inner panel 200 is made of a steel plate.
  • the inner side of the door inner panel 200 faces the vehicle interior, and is usually provided with an interior material made of leather or a resin material.
  • a third impact absorbing member 126 is interposed between the first impact absorbing member 122 and the door inner panel 200.
  • FIG. 5 is a perspective view showing an example of the structure of the shock absorbing member 120.
  • the first shock absorbing member 122 and the second shock absorbing member 124 can have the same basic configuration.
  • FIG. 5 also shows a cross-sectional configuration orthogonal to the longitudinal direction of the shock absorbing member 120.
  • the shock absorbing member 120 has a hollow rectangular (rectangular) cross section.
  • the shock absorbing member 120 is manufactured by bending the plate material 130.
  • the shock absorbing member 120 may be manufactured by a hollow tubular member or a solid rod-shaped member.
  • the shock absorbing member 120 may have a hollow or solid trapezoidal cross section.
  • the width in the vehicle width direction is equal to or larger than the width in the vehicle length direction, and the second shock absorbing member arranged in the vehicle length direction.
  • the width in the vehicle width direction is preferably equal to or larger than the width in the vehicle height direction.
  • the impact absorbing member 120 has a rectangular cross-sectional shape, and one side thereof has a long side H of about 6 to 20 mm and a short side D of about 6 to 16 mm.
  • the plate thickness of the plate material 130 that constitutes the shock absorbing member 120 is, for example, about 0.6 to 1.2 mm. A steel plate can be used as the plate member 130.
  • the tensile strength of the first shock absorbing member 122 and the second shock absorbing member 124 is preferably 980 MPa or more, more preferably 1470 MPa or more.
  • first shock absorbing member 122 and the second shock absorbing member 124 are formed from a steel plate by press forming, cold forming may be used, or hot stamping may be used depending on the strength of the steel plate.
  • a predetermined gap may be provided between the end 130a and the end 130b of the bent plate material 130.
  • the ends 130a and 130b may be in close contact with each other.
  • the end portion 130a and the end portion 130b may be joined by welding, adhesion, or the like.
  • the cross section of the shock absorbing member 120 does not need to be a continuous rectangular shape, a ring shape, or a trapezoidal shape, and may have a discontinuous shape due to the existence of a gap.
  • the ends may be in close contact with each other, or the ends may be joined by welding, bonding, or the like.
  • the impact absorbing member 120 is arranged such that the surface on which the ends 130a and 130b are located or the surface opposite to the surface on which the ends 130a and 130b are located is in close contact with the exterior material 110.
  • the surface on which the ends 130a and 130b are located or the surface opposite to the surface on which the ends 130a and 130b are located is joined to the exterior material 110.
  • the door 600 is provided with a window frame 630.
  • An end portion of the first impact absorbing member 122 on the window frame 630 side is supported by the belt line reinforcement 300. That is, the upper end portion of the first impact absorbing member 122 extending in the vehicle height direction is connected to the belt line reinforcement 300.
  • An end portion of the first impact absorbing member 122 on the window frame 630 side is arranged outside the belt line reinforcement 300 on the vehicle exterior side.
  • the belt line reinforcement 300 has a function as a collision resistant member that absorbs a load generated by a collision or the like.
  • a general belt line reinforcement is provided in the vicinity of the window frame of the door on either or both of the vehicle interior side and the vehicle exterior side with the position of the window glass as a boundary.
  • a belt line reinforcement with high material strength and bending rigidity is provided as a collision-resistant member on the passenger compartment side where it is easy to secure a space, and on the outside of the vehicle, a relatively strong member is used to reinforce the opening through which the window glass goes in and out.
  • a low belt line reinforcement is generally provided.
  • belt line reinforcements there are belt line inner reinforcements arranged on the vehicle interior side of the window glass and belt line outer reinforcements arranged on the vehicle outer side of the window glass.
  • a member having high strength and rigidity for example, a pipe
  • the belt line outer reinforcement is provided to reinforce the opening which is an elevating port through which the window glass comes in and goes out.
  • a member having high rigidity is not used as the belt line outer reinforcement, and a metal plate having a plate thickness of about 0.6 mm is often used. Further, it is difficult to integrate the belt line inner reinforcement and the belt line outer reinforcement because it is impossible to reinforce the opening portion through which the window glass enters and exits.
  • the belt line reinforcement 300 corresponds to the belt line outer reinforcement because it supports the first shock absorbing member 122 in the vehicle height direction, which is arranged outside the window glass.
  • the belt line reinforcement having a relatively high strength which is conventionally arranged inside the window glass of the door 600, is arranged outside the window glass of the door 600, so that the door 600 The collision resistance performance in the vicinity of the window frame 630 is improved.
  • the beltline reinforcement 300 according to the present embodiment is different from the conventional beltline reinforcement 300 which is arranged only outside the window glass of the door 600 on the vehicle outer side and is intended to reinforce the collision. It functions as a shock absorbing member that absorbs the shock of time.
  • the upper end portion of the first shock absorbing member 122 extending in the vehicle height direction is connected to the belt line reinforcement 300, and the end of the first shock absorbing member 122 on the window frame 630 side is connected.
  • the portion to the outside of the belt line reinforcement 300 the load applied from the outside of the door 600 is supported by the belt line reinforcement 300.
  • first shock absorbing member 122 and the second shock absorbing member 124 extending in the vehicle length direction cross each other, the collision resistance performance of the door 600 as a whole is enhanced.
  • the impact absorbing function of the belt line reinforcement 300, the first impact absorbing member 122, and the second impact absorbing member 124 will be described in detail.
  • the belt line reinforcement 300 is composed of a sheet metal 310 having a shape along the exterior material 110 and a hat material 320 provided on the passenger compartment side of the sheet metal 310.
  • the belt line reinforcement 300 has a tubular shape having an axis in the vehicle length direction, and bending rigidity against a load from the outside of the door 600 is enhanced. ing.
  • the belt line reinforcement 300 is arranged in a narrow space inside the door 600 and is required to have high bending rigidity. Therefore, as the belt line reinforcement 300, a closed cross-section member as shown in FIG. 3, a solid material, a plate material thicker than other members, a member in which a closed cross-section member is filled with a filler, and the like are used. It is desirable to configure.
  • the sectional shape of the belt line reinforcement 300 shown in FIG. 3 is an example, and the sectional shape of the belt line reinforcement 300 may be another shape. Further, if the bending rigidity can be secured, the belt line reinforcement 300 may be composed of only the sheet metal 310.
  • various materials such as steel plate, stainless steel, aluminum, aluminum alloy, CFRP (carbon fiber reinforced plastic) can be used.
  • FIG. 6 is a schematic view showing a portion where the first shock absorbing member 122 and the belt line reinforcement 300 are connected, and shows an area A1 surrounded by a two-dot chain line in FIG.
  • FIG. 6 shows a state in which the belt line reinforcement 300, the first shock absorbing member 122, and the second shock absorbing member 124 are viewed from the outside of the vehicle (exterior material 110 side). Illustration of the panel 200 is omitted.
  • the upper end of the first impact absorbing member 122 in the vehicle height direction is located outside the belt line reinforcement 300 and overlaps with the belt line reinforcement 300. Then, the first impact absorbing member 122 is joined to the belt line reinforcement 300 at the joint portion 122b at the portion where the first impact absorbing member 122 and the belt line reinforcement 300 overlap. In other words, the first shock absorbing member 122 is joined to the belt line reinforcement 300 from the outside of the vehicle.
  • the load due to the impact applied to the first impact absorbing member 122 is applied to the belt line reinforcement 300 from the vehicle exterior side toward the vehicle interior side. Become. Since the first impact absorbing member 122 is overlapped with the belt line reinforcement 300 from the outside, the load can be reliably transmitted to the belt line reinforcement 300, and the belt line reinforcement 300 can apply the load. Can support.
  • the load due to the collision is transmitted from the first shock absorbing member 122 to the belt line reinforcement 300.
  • a configuration for transmitting the load due to the collision from the second shock absorbing member 124 to the first shock absorbing member 122 will be described.
  • FIG. 7 is a perspective view schematically showing an example of an intersection of the first shock absorbing member 122 and the second shock absorbing member 124.
  • FIG. 7 schematically shows a state in which the first shock absorbing member 122 and the second shock absorbing member 124 are viewed from the outside of the vehicle (exterior material 110 side).
  • the second shock absorbing member 124 is located outside the first shock absorbing member 122 in the outer direction of the vehicle (on the exterior material 110 side).
  • the first shock absorbing member 122 may be provided with a recess 122a
  • the second shock absorbing member 124 may be provided with a recess 124a.
  • the thickness of the first impact absorbing member 122 and/or the second impact absorbing member 124 in the vehicle width direction is May be decreasing.
  • the first shock absorbing member 122 and the second shock absorbing member 124 are arranged in the same plane.
  • the second impact absorbing member 124 is located in the outer side direction (exterior material 110 side) of the vehicle with respect to the first impact absorbing member 122, another structure collides with the exterior panel 100 of the door 600. In this case, the load is transmitted from the exterior material 110 to the second shock absorbing member 124.
  • the second impact absorbing member 124 is arranged in the vehicle length direction, and one second impact absorbing member 124 intersects the plurality of first impact absorbing members 122 at a plurality of intersecting portions. Therefore, the load applied to one second impact absorbing member 124 is transmitted to the plurality of first impact absorbing members 122 from the plurality of intersecting portions.
  • the plurality of first impact absorbing members 122 are arranged in the vehicle height direction, and the end portion of the door 600 on the side of the window frame 630 is supported by the belt line reinforcement 300, so that the load is applied to the belt line reinforcement 300.
  • the belt line reinforcement 300 which is a shock absorbing member, has high impact resistance and high bending rigidity, so that the belt line reinforcement 300 can receive the load due to the collision and can absorb the shock more reliably. It will be possible.
  • the belt line reinforcement 300 extends not only in the window opening/closing area of the window 600 of the door 600 but also along the entire length of the door 600. Both ends are installed so that the load can be transmitted to the A pillar 510 side and the B pillar 530 side. Therefore, the load due to the collision can be more surely absorbed.
  • the bending resistance of a member can be defined by the bending rigidity of the member (longitudinal elastic modulus x second moment of area).
  • the magnitude relationship of the bending rigidity of the first shock absorbing member 122, the second shock absorbing member 124, and the belt line reinforcement 300 is optimally adjusted to obtain the second shock absorbing member 124 and the first shock.
  • the second impact absorbing member 124 in the vehicle length direction has a function of transmitting an impact load to the first impact absorbing member 122 in the vehicle height direction. Then, the impact load is mainly absorbed by the first impact absorbing member 122 in the vehicle height direction.
  • a cross section of the first impact absorbing member 122 extending in the vehicle height direction in the vehicle width direction ( The flexural rigidity about the axis in the vehicle length direction is larger than the flexural rigidity in the vehicle width direction (about the axis in the vehicle height direction) of the cross section of the second shock absorbing member 124 extending in the vehicle length direction.
  • the bending rigidity of the transverse section of the first impact absorbing member 122 in the vehicle width direction is preferably 1.5 times or more greater than the bending rigidity of the transverse section of the second impact absorbing member 124 in the vehicle width direction. More preferably, it is more than twice, more preferably more than 10 times. Also at the intersection, the bending rigidity of the transverse section of the first impact absorbing member 122 in the vehicle width direction is preferably larger than the bending rigidity of the transverse section of the second impact absorbing member 124 in the vehicle width direction. Also in this case, similarly to the above, it is preferably 1.5 times or more, more preferably 10 times or more.
  • the bending rigidity in the vehicle width direction of the transverse section of the first impact absorbing member 122 at the intersection is the transverse cross section of the second impact absorbing member 124 at a portion excluding both end regions in the vehicle length direction and the intersection. It may be greater than the bending rigidity in the vehicle width direction. Also in this case, similarly to the above, it may be 1.5 times or more, and may be 5 times or more.
  • the cross section means a cross section perpendicular to the extending direction of the shock absorbing member.
  • the reason why the bending rigidity of the first shock absorbing member 122 is made larger than that of the second shock absorbing member 124 is as follows.
  • the door 600 of the automobile is configured such that the length in the vehicle length direction is longer than that in the vehicle height direction.
  • both ends of the shock absorbing member having the same cross-sectional shape are supported, the one having a longer length is more likely to be deformed when a load is applied to the center. Therefore, comparing the second impact absorbing member 124 that traverses the vehicle length direction and the first impact absorbing member 122 that traverses the vehicle height direction, the first impact traversing the vehicle height direction is the same in the case of the same cross-sectional shape.
  • the absorbent member 122 is stronger.
  • the exterior material 110 of the automobile door 600 has a curvature in which the shape in the vehicle height direction of a cross section perpendicular to the vehicle length direction has a convex shape on the outer side in the vehicle width direction. Is often large.
  • the shock absorbing member 120 has a shape along the exterior material 110
  • the shock absorbing member 120 receives a load directed inward in the vehicle width direction, that is, when a side surface of the automobile 1000 receives a collision load
  • the first shock absorbing member 122 can bear a larger load than the second shock absorbing member 124.
  • the shock absorbing performance of the first shock absorbing member 122 extending in the vehicle height direction is higher. Therefore, in order to improve the shock absorbing performance of the door 600 more efficiently, it is better to make the bending rigidity of the first shock absorbing member 122 larger than that of the second shock absorbing member 124.
  • the second impact absorbing member 124 in the vehicle length direction is moved to the first impact absorbing member 124 in the vehicle height direction. It is arranged on the vehicle outer side (exterior material side) with respect to the first shock absorbing member 122.
  • the second shock absorbing member 124 mainly plays a role of transmitting a load to the first shock absorbing member 122, the impact of the door 600 by reducing the bending rigidity of the second shock absorbing member 124 is reduced.
  • the influence on the absorption performance is smaller than the influence caused by reducing the bending rigidity of the first shock absorbing member 122.
  • the bending rigidity of the first shock absorbing member 122 is relatively large and the second shock absorbing member 122
  • the bending rigidity of the member 124 is relatively small, it is possible to efficiently improve the impact absorbing performance of the door 600 without causing an excessive increase in weight.
  • the bending rigidity of the first shock absorbing member 122 and the belt line reinforcement 300 will be described.
  • the end portion on the window frame 630 side of the first impact absorbing member 122 in the vehicle height direction is supported by the belt line reinforcement 300.
  • the bending rigidity in the vehicle width direction of the cross section of the belt line reinforcement 300 at the position (support portion) where the belt line reinforcement 300 supports the end portion of the first impact absorbing member 122 or in the vicinity thereof is the first. Is larger than the bending rigidity of the transverse section of the impact absorbing member 122 in the vehicle width direction.
  • the bending rigidity of the lateral cross section of the belt line reinforcement 300 in the vehicle width direction is preferably at least twice as great as the bending rigidity of the lateral cross section of the first impact absorbing member 122 in the vehicle width direction, and at least 10 times greater. Is more preferable, and 20 times or more is further preferable.
  • the first impact absorbing member 122 overlaps the belt line reinforcement 300 from the outside, and supports the load applied from the first impact absorbing member 122 at the support portion of the belt line reinforcement 300.
  • the load due to the shock is transmitted from the second shock absorbing member 124 to the first shock absorbing member 122, and finally received by the belt line reinforcement 300. Therefore, by making the bending rigidity of the lateral cross section of the belt line reinforcement 300 in the vehicle width direction larger than the bending rigidity of the lateral cross section of the first shock absorbing member 122 in the vehicle width direction, the belt line reinforcement 300 can be made more elastic. Can reliably receive the load.
  • the first impact absorbing member in the vehicle height direction When the bending rigidity of the transverse section of the first impact absorbing member 122 in the vehicle width direction is larger than the bending rigidity of the transverse section of the belt line reinforcement 300 in the vehicle width direction, the first impact absorbing member in the vehicle height direction. Since the belt line reinforcement 300 is deformed before 122 sufficiently absorbs the impact load, the purpose of the impact absorption according to the present embodiment is not met. Further, in this case, the weight of the first impact absorbing member 122 in the vehicle height direction becomes larger than necessary, which does not meet the purpose of reducing the weight of the door 600 intended by the present embodiment.
  • the comparison between the bending rigidity of the first shock absorbing member 122 and the bending rigidity of the belt line reinforcement 300 is made by comparing the bending rigidity of the transverse cross section of the cross section of the first shock absorbing member 122 with the belt line rain force. It is a comparison with the bending rigidity in the vehicle width direction of the cross section of the support portion of the first impact absorbing member 122 of the force 300.
  • the first shock absorbing member 122 may not have a uniform cross-sectional shape in the longitudinal direction. In particular, in order to arrange the first shock absorbing member 122 and the second shock absorbing member 124 in the same plane, as described above, at the intersecting portion, the first shock absorbing member 122 and the second shock absorbing member 124 are provided.
  • the thicknesses of the recesses 122a and 124a decrease in the vehicle width direction. Therefore, the transverse cross-sections of the first impact absorbing member 122 and the second impact absorbing member 124 in the vehicle width direction.
  • the flexural rigidity may be smaller than that at a portion other than the intersection. Therefore, the bending rigidity of the first shock absorbing member 122 for comparison with the bending rigidity of the belt line reinforcement 300 may be smaller in the first shock absorbing member 122 than in other parts.
  • FIG. 8 is a schematic view showing the structure of the door 600 according to the comparative example, and shows a state in which the door 600 is viewed from the outside of the automobile 1000 as in FIG. 9 is a schematic diagram showing a cross section taken along the alternate long and short dash line II-II' shown in FIG.
  • the position of the alternate long and short dash line II-II' shown in FIG. 8 corresponds to the position of the alternate long and short dash line I-I' shown in FIG.
  • the comparative example shown in FIGS. 8 and 9 includes the above-described beltline inner reinforcement 360 arranged on the vehicle interior side of the window glass and the beltline outer reinforcement 350 arranged on the vehicle outer side of the window glass.
  • the belt line outer reinforcement 350 is provided to reinforce the opening, which is the elevating port through which the window glass enters and exits, and is made of a metal plate. Since the belt line outer reinforcement 350 only serves to reinforce the opening, it is not a member having collision resistance and high material strength and bending rigidity. Further, since the belt line outer reinforcement 350 only serves to reinforce the opening, it is not arranged over the entire length of the door 600 as shown in FIG. 8, and is arranged only in the range of the window opening/closing port. ing.
  • the belt line inner reinforcement 360 is a collision resistant member, and is composed of a member having high material strength and high bending rigidity. As shown in FIG. 9, the beltline inner reinforcement 360 is composed of a tubular member extending in the vehicle length direction.
  • the first impact absorbing member 122 is connected to the beltline outer reinforcement 350.
  • the doors 600 have the same weight.
  • FIG. 10 shows the configuration of the embodiment of the present invention shown in FIGS. 2 and 3 and the configuration of the comparative example shown in FIGS. 8 and 9 in which the center of the exterior panel 100 of the door 600 has a radius of 20 mm in the vehicle height direction.
  • FIG. 6 is a characteristic diagram obtained by a simulation regarding the relationship between the stroke of the indenter and the load that the indenter receives from the door 600, assuming the case where the indenter has a cylindrical indenter.
  • the load characteristic is improved in the present embodiment as compared with the comparative example, and the difference is remarkable when the stroke is 20 mm or more.
  • the doors of the present embodiment and the comparative example have the same weight.
  • the shock absorption performance is significantly higher than that of the comparative example that achieves the same weight reduction as the present embodiment. Therefore, it can be understood that the structure of the present embodiment can significantly improve the shock absorbing performance.
  • each member such as the first shock absorbing member 122, the second shock absorbing member 124, the third shock absorbing member 126, and the door inner panel 200 is made of a steel plate
  • These members may be made of other materials such as aluminum, aluminum alloy, CFRP (carbon fiber reinforced plastic).
  • the belt line reinforcement 300 supports the window side end of the first impact absorbing member 122, and the belt line reinforcement 300 is closer to the passenger compartment than the first impact absorbing member 122. It is configured to be placed in. Further, the bending rigidity of the lateral cross section of the belt line reinforcement 300 in the vehicle width direction is made larger than the bending rigidity of the lateral cross section of the first impact absorbing member 122 in the vehicle width direction. This makes it possible to more reliably support the load transmitted from the first shock absorbing member 122 to the belt line reinforcement 300 when a load is applied to the door 600.
  • the present invention can be applied to front doors and rear doors of automobiles. Further, the present invention can be applied not only to the door arranged on the side of the automobile but also to the door arranged on the rear of the automobile (also referred to as a tailgate).
  • the present invention is applied to a door arranged at the rear of a vehicle, the inner panel of such a door intersects with the vehicle length direction of the vehicle, so the vehicle length direction described in the above embodiment is read as the vehicle width direction, The vehicle width direction may be read as the vehicle length direction.
  • the present invention has a high industrial applicability because it can provide an automobile door that can more reliably absorb impact.

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Abstract

自動車ドア（６００）を車高方向の両端部領域に亘り延びるように横断する第１の衝撃吸収部材（１２２）と、自動車ドア（６００）を車長方向の両端部領域に亘り延びるように横断する第２の衝撃吸収部材（１２４）と、外装材（１１０）と、ベルトラインレインフォース（３００）と、を備え、支持部におけるベルトラインレインフォース（３００）の延在方向に垂直な断面の車幅方向の曲げ剛性は、交差部における第１の衝撃吸収部材（１２２）の延在方向に垂直な断面の車幅方向の曲げ剛性より大きい、自動車ドア（６００）を提供する。

Description

自動車ドア
　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２０１９－００４０３８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。
　そこで、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、前記自動車ドアを車高方向の両端部領域に亘り延びるように横断する第１の衝撃吸収部材と、前記自動車ドアを車長方向の両端部領域に亘り延びるように横断する第２の衝撃吸収部材と、外装材と、ベルトラインレインフォースと、を備え、前記第２の衝撃吸収部材は前記外装材に隣接し、前記第１の衝撃吸収部材と前記第２の衝撃吸収部材は交差部で交差し、前記第１の衝撃吸収部材と前記第２の衝撃吸収部材は前記交差部で接触し、前記第２の衝撃吸収部材は前記外装材と前記第１の衝撃吸収部材の間に配置され、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く、前記ベルトラインレインフォースは前記第１の衝撃吸収部材の窓側端部を支持部で支持し、前記ベルトラインレインフォースは前記第１の衝撃吸収部材より車室側に配置され、前記支持部における前記ベルトラインレインフォースの延在方向に垂直な断面の前記車幅方向の曲げ剛性は、前記交差部における前記第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より大きい。
（２）上記（１）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の衝撃吸収部材の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。
（３）上記（１）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。
（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の衝撃吸収部材は、前記第１の衝撃吸収部材に接合されていてもよい。
（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。
（６）上記（１）～（５）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。
　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。 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の衝撃吸収部材とベルトラインレインフォースとが接続される部位を示す概略的な模式図である。 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。 比較例に係るドアの構造を示す模式図である。 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。 図２に示す本実施形態の構成と、図８に示す比較例の構成について、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、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の車高さ方向の両端部から内側にそれぞれ２０％までの領域を意味する。
　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から内側にそれぞれ１０％までの領域を意味する。
　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。
　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。車幅方向において、第１の衝撃吸収部材１２２とドアインナーパネル２００との間には、第３の衝撃吸収部材１２６が介在している。
　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に示すように、ドア６００には窓枠６３０が設けられている。第１の衝撃吸収部材１２２の窓枠６３０側の端部は、ベルトラインレインフォース３００に支持されている。すなわち、車高方向に延在する第１の衝撃吸収部材１２２の上側の端部は、ベルトラインレインフォース３００に接続されている。第１の衝撃吸収部材１２２の窓枠６３０側の端部は、ベルトラインレインフォース３００よりも車外側に配置されている。
　本実施形態において、ベルトラインレインフォース３００は、衝突などにより生じる荷重を吸収する耐衝突部材として機能を有する。一般的なベルトラインレインフォースは、ドアの窓枠の近傍において、窓ガラスの位置を境に車室側と車外側のいずれか又は双方に設けられる。この際、スペースを確保しやすい車室側に耐衝突部材として材料強度や曲げ剛性の高いベルトラインレインフォースが設けられ、車外側には窓ガラスが出入りする開口部を補強するために比較的強度の低いベルトラインレインフォースが設けられるのが一般的である。
　より詳細には、一般的に、ベルトラインレインフォースとしては、窓ガラスより車室側に配置されるベルトラインインナーレインフォースと、窓ガラスより車外側に配置されるベルトラインアウターレインフォースがある。ベルトラインインナーレインフォースとしては、乗員保護のため、強度や剛性の高い部材（例えばパイプなど）が使用される。また、ベルトラインアウターレインフォースは、窓ガラスが出入りする昇降口である開口部を補強するために設けられる。軽量化のため、ベルトラインアウターレインフォースとしては、高い剛性の部材は使用されず、例えば板厚０．６ｍｍ程度の金属板が使用されることが多い。また、ベルトラインインナーレインフォースとベルトラインアウターレインフォースとを統合しようとすることは、窓ガラスが出入する開口部を補強できなくなるため、困難である。
　本実施形態に係るベルトラインレインフォース３００は、窓ガラスより車外側に配置される車高方向の第１の衝撃吸収部材１２２を支持するため、ベルトラインアウターレインフォースに相当する。そして、本実施形態では、従来はドア６００の窓ガラスよりも内側に配置されていた比較的強度の高いベルトラインレインフォースを、ドア６００の窓ガラスよりも車外側に配置することで、ドア６００の窓枠６３０の近傍における耐衝突性能を高めている。換言すれば、本実施形態に係るベルトラインレインフォース３００は、ドア６００の窓ガラスよりも車外側に配置されていた従来の開口部の補強だけを目的としたベルトラインレインフォースとは異なり、衝突時の衝撃を吸収する衝撃吸収部材として機能する。
　そして、本実施形態では、車高方向に延在する第１の衝撃吸収部材１２２の上側の端部をベルトラインレインフォース３００に接続し、第１の衝撃吸収部材１２２の窓枠６３０側の端部をベルトラインレインフォース３００よりも車外側に接続することで、ドア６００の外側から加わる荷重をベルトラインレインフォース３００で支持するようにしている。
　更には、第１の衝撃吸収部材１２２と車長方向に延在する第２の衝撃吸収部材１２４を交差させることで、ドア６００の全体としての耐衝突性能を高めている。以下、ベルトラインレインフォース３００、第１の衝撃吸収部材１２２、第２の衝撃吸収部材１２４による衝撃吸収機能について詳細に説明する。
　図３に示すように、ベルトラインレインフォース３００は、外装材１１０に沿った形状の板金３１０と、板金３１０よりも車室側に設けられたハット材３２０とから構成されている。板金３１０に対してハット材３２０が接合されることで、ベルトラインレインフォース３００は、車長方向に軸を有する筒形状を成しており、ドア６００の外側からの荷重に対する曲げ剛性が高められている。
　本実施形態に係るベルトラインレインフォース３００は、ドア６００内の狭い空間に配置され、高い曲げ剛性が要求される。このため、ベルトラインレインフォース３００として、図３に示したような閉断面部材、中実材、他の部材より板厚が厚い板材、閉断面部材の中に充填剤を充填した部材、等々により構成することが望ましい。なお、図３に示すベルトラインレインフォース３００の断面形状は一例であり、ベルトラインレインフォース３００の断面形状は他の形状であっても良い。また、曲げ剛性が確保できれば、ベルトラインレインフォース３００は、板金３１０のみから構成されていても良い。ベルトラインレインフォース３００の素材としては、鋼板、ステンレス、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）など様々な材質を用いることができる。
　図６は、第１の衝撃吸収部材１２２とベルトラインレインフォース３００とが接続される部位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を示している。図６は、ベルトラインレインフォース３００、第１の衝撃吸収部材１２２、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おり、外装材１１０、ドアインナーパネル２００の図示は省略している。
　図６に示すように、第１の衝撃吸収部材１２２の車高方向の上側の末端は、ベルトラインレインフォース３００よりも外側に位置し、ベルトラインレインフォース３００と重なっている。そして、第１の衝撃吸収部材１２２とベルトラインレインフォース３００が重なった部分で、第１の衝撃吸収部材１２２は、接合部１２２ｂにてベルトラインレインフォース３００に接合されている。換言すれば、第１の衝撃吸収部材１２２は、ベルトラインレインフォース３００に対して、車外側から接合されている。
　このような構成によれば、ドア６００が衝突した際に、第１の衝撃吸収部材１２２にかかる衝撃による荷重が、ベルトラインレインフォース３００に対して車外側から車室側に向けて加わることになる。ベルトラインレインフォース３００に対して第１の衝撃吸収部材１２２が外側から重なっていることから、ベルトラインレインフォース３００に対して確実に荷重を伝達させることができ、ベルトラインレインフォース３００で荷重を支えることができる。
　以上のように、衝突による荷重は、第１の衝撃吸収部材１２２からベルトラインレインフォース３００に伝わる。次に、衝突による荷重を第２の衝撃吸収部材１２４から第１の衝撃吸収部材１２２に伝える構成について説明する。
　車長方向に延在する第２の衝撃吸収部材１２４と車高方向に延在する第１の衝撃吸収部材１２２は交差部で交差している。交差部において第１の衝撃吸収部材１２２と第２の衝撃吸収部材１２４は接触している。ここで、「接触」とは、直接接触している他にマスチックなどの接着剤を介して接合されていることも含む。図７は、第１の衝撃吸収部材１２２と第２の衝撃吸収部材１２４の交差部の一例を概略的に示す斜視図である。図７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）から見た状態を概略的に示している。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７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、１つの第２の衝撃吸収部材１２４は複数の交差部で複数の第１の衝撃吸収部材１２２と交差している。このため、１つの第２の衝撃吸収部材１２４に掛かる荷重は、複数の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の窓枠６３０側の端部がベルトラインレインフォース３００に支持されているため、荷重はベルトラインレインフォース３００に分散される。ベルトラインレインフォース３００は、衝撃吸収部材であり、耐衝突性能が高く、また曲げ剛性も高いため、衝突による荷重をベルトラインレインフォース３００で受け止めることができ、衝撃をより確実に吸収することが可能となる。特に、ベルトラインレインフォース３００は、図２に示す通りドア６００の窓ガラスの昇降口の範囲だけでなく、ドア６００の全長に亘って延在しており、ベルトラインレインフォース３００の車長方向両端は、Ａピラー５１０側、及び、Ｂピラー５３０側に荷重を伝達できるように設置されている。このため、衝突による荷重を更に確実に吸収することができる。
　ここで、部材の曲がりにくさは、部材の曲げ剛性（縦弾性係数×断面２次モーメント）で定義することができる。本実施形態では、第１の衝撃吸収部材１２２、第２の衝撃吸収部材１２４、ベルトラインレインフォース３００の曲げ剛性の大小関係を最適に調整し、第２の衝撃吸収部材１２４、第１の衝撃吸収部材１２２、ベルトラインレインフォース３００の順で曲げ剛性をより大きくすることで、ドア６００の衝撃吸収性能を大幅に高めている。以下では、本実施形態に係る、第１の衝撃吸収部材１２２、第２の衝撃吸収部材１２４、ベルトラインレインフォース３００の曲げ剛性について、詳細に説明する。
　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。先ず、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、第１の衝撃吸収部材１２２とベルトラインレインフォース３００の曲げ剛性について説明する。上述したように、車高方向の第１の衝撃吸収部材１２２の窓枠６３０側の端部は、ベルトラインレインフォース３００に支持されている。ベルトラインレインフォース３００が第１の衝撃吸収部材１２２の端部を支持している箇所（支持部）あるいはその近傍において、ベルトラインレインフォース３００の横断面の車幅方向の曲げ剛性は、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。特に、ベルトラインレインフォース３００の横断面の車幅方向の曲げ剛性は、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２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く、２０倍以上大きいことが更に好ましい。
　上述したように、第１の衝撃吸収部材１２２は、ベルトラインレインフォース３００に対して外側から重なり、ベルトラインレインフォース３００の支持部にて第１の衝撃吸収部材１２２から加わる荷重を支持する。衝撃による荷重は、第２の衝撃吸収部材１２４から第１の衝撃吸収部材１２２に伝わり、最終的にベルトラインレインフォース３００が受けることになる。従って、ベルトラインレインフォース３００の横断面の車幅方向の曲げ剛性を、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くすることで、ベルトラインレインフォース３００にてより確実に荷重を受け止めることができる。
　なお、第１の衝撃吸収部材１２２の横断面の車幅方向の曲げ剛性がベルトラインレインフォース３００の横断面の車幅方向の曲げ剛性より大きい場合は、車高方向の第１の衝撃吸収部材１２２が衝撃荷重を十分に吸収する前にベルトラインレインフォース３００が変形してしまうため、本実施形態による衝撃吸収の目的に沿わない。また、この場合、必要以上に車高方向の第１の衝撃吸収部材１２２の重量が大きくなるため、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ことになる。なお、第１の衝撃吸収部材１２２の曲げ剛性とベルトラインレインフォース３００の曲げ剛性との比較は、第１の衝撃吸収部材１２２の交差部における横断面の車幅方向の曲げ剛性とベルトラインレインフォース３００の第１の衝撃吸収部材１２２の支持部の横断面の車幅方向の曲げ剛性との比較である。第１の衝撃吸収部材１２２は長手方向に均一な断面形状ではない場合がある。特に交差部において、前述したように第１の衝撃吸収部材１２２と第２の衝撃吸収部材１２４を同一面内に配置するために、第１の衝撃吸収部材１２２と第２の衝撃吸収部材１２４に凹部１２２ａ、１２４ａを設けた場合、凹部１２２ａ、１２４ａでは車幅方向に厚みが減少することになるため、第１の衝撃吸収部材１２２と第２の衝撃吸収部材１２４の横断面の車幅方向の曲げ剛性が、交差部以外の箇所よりも小さくなる場合がある。このため、ベルトラインレインフォース３００の曲げ剛性と比較するための第１の衝撃吸収部材１２２の曲げ剛性は、第１の衝撃吸収部材１２２において曲げ剛性が他の箇所に比べて小さくなる可能性がある交差部における横断面の車幅方向の曲げ剛性とする。
　次に、図８及び図９に基づいて、本発明の上記実施形態の比較例について説明する。図８は、比較例に係るドア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、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ＩＩ－ＩＩ’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に示す比較例は、上述した、窓ガラスより車室側に配置されるベルトラインインナーレインフォース３６０と、窓ガラスより車外側に配置されるベルトラインアウターレインフォース３５０を備える構成に対応する。上述したように、ベルトラインアウターレインフォース３５０は、窓ガラスの出入りする昇降口である開口部の補強のために設けられ、金属板から構成されている。ベルトラインアウターレインフォース３５０は、開口部の補強のみを担うため、耐衝突性能を有する材料強度や曲げ剛性が高い部材ではない。さらに、ベルトラインアウターレインフォース３５０は、開口部の補強のみを担うため、図８に示すようにドア６００の全長に亘っては配置されておらず、窓ガラスの昇降口の範囲にのみ配置されている。すなわち、ベルトラインアウターレインフォース３５０の車長方向両端は、Ａピラー５１０側、及び、Ｂピラー５３０側に荷重を伝達できるように設置されていないため、衝突による荷重を十分に吸収することができない。一方、ベルトラインインナーレインフォース３６０は、耐衝突部材であり、材料強度と曲げ剛性の高い部材から構成されている。図９に示すように、ベルトラインインナーレインフォース３６０は、車長方向に延在する筒状の部材から構成されている。
　図８及び図９に示す比較例の構成では、第１の衝撃吸収部材１２２は、ベルトラインアウターレインフォース３５０に接続されている。
　図８及び図９に示す比較例の構成では、ドア６００の重量は同等とされている。図２及び図３に示す本実施形態の構成と、図８及び図９に示す比較例の構成は、本実施形態のベルトラインレインフォース３００が比較例のベルトラインアウターレインフォース３５０とベルトラインインナーレインフォース３６０に置き換わっており、且つ第１の衝撃吸収部材１２２がベルトラインアウターレインフォース３５０に接続されている点が相違しており、その他の構成は、重量を含めて基本的に同じである。
　図１０は、図２及び図３に示す本発明の実施形態の構成と、図８及び図９に示す比較例の構成について、ドア６００の外装パネル１００の中央を半径２０ｍｍ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、同じストロークの場合、比較例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２０ｍｍ以上で顕著に表れている。上述したように、本実施形態と比較例のそれぞれのドアの重量は同等である。従って、本実施形態の構成によれば、本実施形態と同等の軽量化を達成した比較例よりも、衝撃吸収性能が顕著に高くなることが判る。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１２４、第３の衝撃吸収部材１２６、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、ベルトラインレインフォース３００が第１の衝撃吸収部材１２２の窓側端部を支持し、ベルトラインレインフォース３００が第１の衝撃吸収部材１２２より車室側に配置される構成とした。また、ベルトラインレインフォース３００の横断面の車幅方向の曲げ剛性を、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大きくした。これにより、ドア６００に荷重が加わった場合に、第１の衝撃吸収部材１２２からベルトラインレインフォース３００に伝わる荷重をより確実に支えることが可能となる。
　従って、軽量化を目的とした外装材の高強度化、薄肉化を行った場合に、外装材の張り剛性を向上することができ、且つ衝突時の耐衝撃性能をも担保することが可能となる。
　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。
　１２２　　第１の衝撃吸収部材
　１２４　　第２の衝撃吸収部材
　３００　　ベルトラインレインフォース
　５２０　　サイドシル
　６００　　ドア
　１０００　自動車

Claims (6)

  1. 　自動車ドアであって、
    　前記自動車ドアを車高方向の両端部領域に亘り延びるように横断する第１の衝撃吸収部材と、
    　前記自動車ドアを車長方向の両端部領域に亘り延びるように横断する第２の衝撃吸収部材と、
    　外装材と、
    　ベルトラインレインフォースと、
    　を備え、
    　前記第２の衝撃吸収部材は前記外装材に隣接し、
    　前記第１の衝撃吸収部材と前記第２の衝撃吸収部材は交差部で交差し、
    　前記第１の衝撃吸収部材と前記第２の衝撃吸収部材は前記交差部で接触し、
    　前記第２の衝撃吸収部材は前記外装材と前記第１の衝撃吸収部材の間に配置され、
    　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く、
    　前記ベルトラインレインフォースは前記第１の衝撃吸収部材の窓側端部を支持部で支持し、
    　前記ベルトラインレインフォースは前記第１の衝撃吸収部材より車室側に配置され、
    　前記支持部における前記ベルトラインレインフォースの延在方向に垂直な断面の前記車幅方向の曲げ剛性は、前記交差部における前記第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より大きい、自動車ドア。
  2. 　前記第１の衝撃吸収部材と前記第２の衝撃吸収部材の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、請求項１に記載の自動車ドア。
  3. 　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２に記載の自動車ドア。
  4. 　前記第２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、請求項１～３のいずれか一項に記載の自動車ドア。
  5. 　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、請求項１～４のいずれかに記載の自動車ドア。
  6. 　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、請求項１～５のいずれかに記載の自動車ドア。
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