JP2007001453A - 車両用ドア構造 - Google Patents

Abstract

【課題】側面衝突に対する安全性をより向上した車両用ドア構造を提供する。
【解決手段】車両用ドア構造を、車両１の側部に形成されたドア開口１０ａに設けられるドアパネル１２０と、その両端部をドアパネル１２０の前端部及び後端部にそれぞれ固定され、その横断面の少なくとも一部に閉断面部を有するフレーム１３０と、フレーム１３０の中間部及びドア開口１０ａの内周縁部にそれぞれ接続され、ドア開口１０ａに対するドアパネル１２０の車室内側への移動を制限する移動制限部２００とを備える構成とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、側面衝突時の安全性を向上した車両用ドア構造に関するものである。

自動車等の車両は、側面衝突に対する安全性を向上することが求められている。
従来、車両は、前後のドア間に設けられるセンターピラー部や、ドアの下端部に隣接するサイドシル部を補強することによって、側面衝突に対する安全性を確保したものが知られている。

しかし、実際の衝突においては、入力は必ずしもセンターピラー部、サイドシル部に加わるとは限らず、特に加害側の車両が比較的車高の高いＳＵＶ車等である場合は、側面衝突時の入力がサイドシルよりも上方の領域に集中する場合があり、この場合にはサイドシルを補強する効果は低くなってしまう。
このため、車両は、ドア部に入力を受けた場合の衝突安全性をより向上することが要望されている。

例えば、車両用ドア構造は、衝突時におけるドアの変形量を低減するため、アウタパネルとインナパネルとの間の空間部内に、その前後方向にわたして中空のパイプを有するサイドインパクトビームを配置したものが知られている（例えば、特許文献１）。
また、車両用ドア構造は、ドアの下端部に前後方向に延在する閉断面部を形成したものが知られている（例えば、特許文献２，３）。
一方、車両用ドア構造は、衝突時にドアが車室内側に押し込まれることを防止するため、ドアから突き出した係止ピンと、車体側に設けられこの係止ピンが係合される係合孔とを有するキャッチャを備えたものが知られている（例えば、特許文献４）。
特開２００２−３１６５３６号公報 特開平５−２８６３６４号公報 特開２００４−８２７９７号公報 特開２００３−８１１３７号公報

しかし、ドアは、サイドインパクトビームや閉断面部等の内部構造に依存してその変形量を低減しようとすると、このような補強部材のサイズを大きくしたり、その本数を増加させる必要があるから、重量や部品点数が増加してしまう。
一方、キャッチャは、ドアの車室内側への移動を抑制するために有用であるが、キャッチャを設ける場合ドア側においても高い支持剛性が要求されることから、従来その設置箇所は、例えばラッチリンホースメント等の補強が施されたドアの後端部とすることが一般的であることから、例えばドアが中折れ変形した場合にその中央部の車室内への移動を防止することは困難である。
上述した問題に鑑み、本発明の課題は、側面衝突に対する安全性をより向上した車両用ドア構造を提供することである。

本発明は、以下のような解決手段により、上述した課題を解決する。
請求項１の発明は、車両の側部に形成されたドア開口に設けられるドアパネルと、その両端部を前記ドアパネルの前端部及び後端部にそれぞれ固定され、その横断面の少なくとも一部に閉断面部を有するフレームと、前記フレームの中間部及び前記ドア開口の内周縁部にそれぞれ接続され、前記ドア開口に対する前記ドアパネルの車室内側への移動を制限する移動制限部とを備える車両用ドア構造である。

請求項２の発明は、請求項１に記載の車両用ドア構造において、前記移動制限部の前記ドア開口側の接続部はサイドシルに設けたことを特徴とする車両用ドア構造である。
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載の車両用ドア構造において、前記フレームの前記閉断面部は、その高さ方向の寸法を車幅方向の寸法よりも大きく形成したことを特徴とする車両用ドア構造である。
請求項４の発明は、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の車両用ドア構造において、前記フレームは、前記車両の前後方向に延在しかつ前記フレームを構成する部材の一部が重ねて配置される接合部を有し、前記移動制限部は、前記接合部を挟持する挟持部を備えることを特徴とする車両用ドア構造である。

本発明によれば、以下のような効果を奏することができる。
（１）ドアパネルの車室内側への移動を制限する移動制限部をこのフレームの中間部に接続したから、移動制限部のドア側における支持剛性を向上でき、移動制限部の効果を確保することができるとともに、フレームが曲げ変形を受ける際のスパンを短縮することができ、その変形に対する強度をいっそう向上することができる。これによって、ドアがいわゆる中折れ変形を起こし、車室内側に移動することを効果的に防止することができる。
さらに、側面衝突時にドアパネルに加わる加重を分散して車体側に伝達できるから、車体の負荷を軽減することができる。
（２）移動制限部の車体側の接続部を比較的剛性の高いサイドシル部に設けたことによって、移動制限部の効果を確保することができる。
（３）フレームの閉断面部は、その高さ方向の寸法を車幅方向よりも大きくすることによって、このフレームが側面衝突による荷重を受ける面部のサイズを大きくすることができ、フレームによる衝撃吸収効果を確保することができる。
（４）フレームを構成する部材の一部が重ねて配置される接合部を、移動制限部に設けた挟持部が挟持することによって、フレームが変形する際の接合部の剥離を防止することができる。

本発明は、側面衝突に対する安全性をより向上した車両用ドア構造を提供するという課題を、その両端部をドアのインナパネルの前端部及び後端部にそれぞれ固定されかつ閉断面を有するドアフレームと、ドアフレームの中間部及びサイドシルにそれぞれ接続されたキャッチャとを設けることによって解決した。

以下、本発明を適用した車両用ドア構造の実施例１について説明する。
実施例１において、車両は例えば車両の両側面に前後方向に配列された前後ドアをそれぞれ有する乗用車等の自動車であって、本発明の車両用ドア構造をその前側のドアに備えたものである。このドアは、車両前方側の端部に設けられたヒンジの軸回りに回転して開閉するものである。
図１は、この車両の前側ドア部を車幅方向から見た状態を示す図である。図２は、図１のII−II部矢視断面図である。図３は、図２のIII部拡大図である。

図１に示すように、車両１は、キャビン（車室）１０と、ドア１００とを備えている。
キャビン１０は、フロントピラー１１と、センターピラー１２と、サイドシル１３と、ルーフ１４とを備え、ドア１００は、これらによって形成されるドア開口１０ａに備えられている。

フロントピラー１１は、車両１の図示しないフロントホイールハウスの後方に設けられ、ドア１００の前端部を回転可能に支持する図示しないヒンジが支持される部分から、その上方に延在し、ドアガラスＧの前縁部と隣接するＡピラー部までを含む車両の構造部分である。
センターピラー（Ｂピラー）１２は、ドア１００の後端部に設けられ、サイドシル１３とルーフ１４とにわたして設けられている。センターピラー１２は、ドア１００後端部の図示しないラッチ部が係合される図示しないストライカ部と、図示しない後側のドアの前端部を回転可能に支持するヒンジが備えられている。

サイドシル１３は、図示しないフロアパネルの車幅方向における両端部でありかつドア１００及び図示しない後側のドアの下端部に沿って車両１の前後方向に延在する部分であって、その車幅方向に切って見た横断面を閉断面とするとともに、例えば高張力（ハイテン）鋼板等の強度の高い材料を用いることによって補強されている。
ルーフ１４は、フロントピラー１１及びセンターピラー１２の上端部がそれぞれ接続されている。
上述したドア開口１０ａは、これらのフロントピラー１１、センターピラー１２、サイドシル１３、ルーフ１４によって囲まれた領域である。

ドア１００は、図２に示すように、アウタパネル１１０と、インナパネル１２０と、ドアフレーム１３０と、ドアガラスＧとを備え、さらに、ドア１００の下端部とサイドシル１３との間にキャッチャ２００が設けられている。

アウタパネル１１０は、例えば鋼板をプレス加工して形成され、車両の外表面部の一部を構成するドア１００の表皮部であって、窓肩補強パネル１１１を備えている。
窓肩補強パネル１１１は、その上端部をアウタパネル１１０の上端部に接合され、アウタパネル１１０の内面側に配置された鋼板プレス部材である。

インナパネル１２０は、例えば鋼板をプレス加工して形成され、アウタパネル１１０の車室内側に配置される部材であって、アウタパネル１１０とその前端縁部、後端縁部、下端縁部どうしをそれぞれ接合されている。インナパネル１２０は、その車両前方側の部分及び後方側の部分に、他の部分よりも剛性が大きくなるように補強が施された図示しないヒンジリンホースメント部及びラッチリンホースメント部がそれぞれ設けられている。
また、インナパネル１２０は、窓肩補強パネル１２１を備えている。
窓肩補強パネル１２１は、その上端部をインナパネル１２０の上端部に接合され、アウタパネル１１０側の窓肩補強パネル１１１と対向して配置された鋼板プレス部材である。

ドアガラスＧは、アウタパネル１１０側の窓肩補強パネル１１１とインナパネル１２０側の窓肩補強パネル１２１との間にその一部を挟まれて配置され、図示しない昇降機構によって昇降可能に支持されている。ドア１００は、その下部におけるアウタパネル１１０とインナパネル１２０との間に、下降時におけるドアガラスＧを収容する空間部を備えている。

ドアフレーム１３０は、図１に示すように、その両端部をドア１００の前端部、後端部にそれぞれ接続して設けられている。また、ドアフレーム１３０は、図２に示すように、アウタパネル１１０とインナパネル１２０との間の空間部内に配置され、ドアガラスＧの下降時には、ドアガラスＧの下端部よりもドアフレーム１３０が車幅方向外側となるように配置されている。

ドアフレーム１３０は、図３に示すように、例えば１対のパネル１３１，１３２を結合して形成され、その車幅方向に切って見た横断面の一部が閉断面部Ａとなるようにボックス状に構成されている。この閉断面部Ａは、高さ方向の寸法が車幅方向の寸法よりも大きい略矩形状に形成されている。
パネル１３１、１３２は、例えば高張力鋼板をプレス加工して形成されている。
パネル１３１は、アウタパネル１１０の内面に対向して配置される領域１３１ａの上端部及び下端部とそれぞれ連続した領域１３１ｂ，１３１ｃを、それぞれ車幅方向内側に折り曲げて形成されている。この領域１３１ｂ，１３１ｃは、それぞれドアフレーム１３０の上面部及び下面部となる。
パネル１３２は、パネル１３１の領域１３１ａと略一定の間隔を隔てて対向する領域１３２ａを備え、その上端部及び下端部において、パネル１３１の領域１３１ｂ，１３１ｃの車幅方向内側の先端部と接合されている。

パネル１３１，１３２の上端部における接合部は、パネル１３１の領域１３１ｂの車幅方向内側の先端部を上方側に折り曲げて形成した領域１３１ｄと、パネル１３２の領域１３２ａから連続して形成された領域１３２ｂとを重ねて配置し、この部分をスポット溶接することによって結合されている。このスポット溶接は、車両の前後方向に分布した複数の箇所において施されている。なお、各図において、スポット溶接箇所を符号Ｓによって示す。

また、パネル１３１，１３２の下端部における接合部は、パネル１３１の下部の領域１３１ｃを車幅方向内側に延長した部分に、パネル１３２の領域１３２ａの下端部を折り曲げて車幅方向内側に向けた領域１３２ｃを重ねて配置し、この部分をスポット溶接することによって結合されている（図５参照）。このスポット溶接もまた車両の前後方向に分布した複数の箇所において施されている。なお、この接合部は、これが当接するインナパネル１２０の下面部に対しても、車両の前後方向に分散した複数個所をスポット溶接することによって固定される。

図４は、ドア１００の前端部におけるドアフレーム１３０とインナパネル１２０との接合部の構成を示す斜視図であって、アウタパネル１１０はその図示を省略している。図５は、図１のV−V部矢視図である。
ドアフレーム１３０は、その前端部において、パネル１３１，１３２が二股状に分岐して形成されている。パネル１３１は、その前端部１３１ｆが領域１３１ａと同一平面上に配置された平板状に形成されている。パネル１３１の領域１３１ａを挟んだ領域１３１ｂ，１３１ｃは、パネル１３１，１３２の分岐箇所からこの前端部１３１ｆに接近するにつれて、その幅が徐々に小さくなり、領域１３１ａに収斂するように形成されている。

インナパネル１２０は、その前端縁部が車幅方向外側（アウタパネル１１０側）に突き出して形成され、図５に示すように、アウタパネル１１０とインナパネル１２０との間隔は、ドア１００の前端部において段階的に小さくなるように形成されている。
ドアフレーム１３０のパネル１３１の前端部１３１ｆは、アウタパネル１１０とインナパネル１２０とが微小な間隔を隔てて対向する範囲においてこれらの間に挿入され、インナパネル１２０に対してスポット溶接によって固定されている。このスポット溶接箇所Ｓは、上下方向に配列して複数配置されている。

一方、ドアフレーム１３０のパネル１３２は、その前端部１３２ｄが車幅方向内側に折り曲げられ、この前端部１３２ｄは、インナパネル１２０の対向する前面部１２０ａに対してスポット溶接によって固定されている。このスポット溶接箇所Ｓは、上下方向に配列して複数配置されている。

図６は、図１のVI−VI部矢視図であって、ドア１００の後端部におけるドアフレーム１３０とインナパネル１２０との接合部を示す図である。
ドアフレーム１３０は、その後端部において、上述した前端部と同様にパネル１３１，１３２が二股状に分岐して形成されている。パネル１３１は、その後端部１３１ｇが領域１３１ａと同一平面上に配置された平板状に形成されている。パネル１３１の領域１３１ａを挟んだ領域１３１ｂ，１３１ｃは、パネル１３１，１３２の分岐箇所からこの後端部１３１ｇに接近するにつれて、その幅が徐々に小さくなり、領域１３１ａに収斂するように形成されている。

インナパネル１２０は、その後端縁部が上述した前端縁部と同様に車幅方向外側（アウタパネル１１０側）に突き出して形成され、図６に示すように、アウタパネル１１０とインナパネル１２０との間隔は、ドア１００の前端部において段階的に小さくなるように形成されている。
ドアフレーム１３０のパネル１３１の後端部１３１ｇは、アウタパネル１１０とインナパネル１２０とが微小な間隔を隔てて対向する範囲においてこれらの間に挿入され、インナパネル１２０に対してスポット溶接によって固定されている。このスポット溶接箇所Ｓは、上下方向に配列して複数配置されている。

一方、ドアフレーム１３０のパネル１３２は、その後端部１３２ｅが車幅方向内側に折り曲げられ、この後端部１３２ｅは、インナパネル１２０の対向する後面部１２０ｂに対してスポット溶接によって固定されている。このスポット溶接箇所Ｓは、上下方向に配列して複数配置されている。

キャッチャ２００は、側面衝突時にドア１００が車室内側へ移動することを制限する移動制限部であって、図３に示すように、キャッチャピン２１０と、キャッチャブラケット２２０とを備えている。

キャッチャピン２１０は、ドア１００の下端部であって車両の前後方向における中間部に設けられ、その中心軸を略鉛直方向に配置された円柱状の部材である。キャッチャピン２１０は、インナパネル１２０の下端部が車幅方向外側（アウタパネル１１０側）に折り曲げられて形成された下面部１２０ｃを貫通して設けられ、その上方側の部分は、ドアフレーム１３０のパネル１３１，１３２が接合された部分を貫通している。キャッチャピン２１０は、その上端部に図示しないネジ部が形成されている。このネジ部は、パネル１３２の領域１３２ｃの上面部に溶接によって固定されたウェルディングナット２１１に締結され、インナパネル１２０、ドアフレーム１３０のパネル１３１，１３２を共締めするようになっている。これによって、キャッチャピン２１０及びウェルディングナット２１１は、接合部においてパネル１３１，１３２を挟持する挟持部として機能する。
また、キャッチャピン２１０は、そのインナパネル１２０から下方に突き出した部分の端部に、外径側につば状に突き出したフランジ部が形成されている。

キャッチャブラケット２２０は、サイドシル１３の上面部に固定され、キャッチャピン２１０の下端部が係合されるものである。
キャッチャブラケット２２０は、車幅方向外側に開口した溝部を備え、キャッチャピン２１０の下端部は、ドア１００が閉じられる際に、車幅方向外側からこの溝部内に挿入される。
そして、キャッチャピン２１０は、その下端部が溝部内に収容された状態においては、この溝部に係合することによって、キャッチャブラケット２２０に対して正常にドア１００が閉じられた状態よりもさらに車幅方向内側に移動することを防止するとともに、上方側に移動することを防止するようになっている。

以上のように、実施例１によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）ドア１００のインナパネル１２０の前後端部間にわたして閉断面部を有するドアフレーム１３０を配置することによって、ドア１００の曲げ剛性を向上することができ、側面衝突時におけるその変形を低減することができる。
また、ドア１００の前後の各リンホースメント及び窓肩補強パネル１１１，１２１と協働してドア１００を環状に補強することによって、ドア１００に加わる加重を分散して車体側に伝達できるから、車体の負担を低減することができる。
さらに、ドア１００の捩り剛性が向上するからその精度が向上し、また開閉時のパネル振動を低減してドア開閉音の質感を向上することができる。
（２）ドア１００の車室内側への移動を制限するキャッチャ２００のキャッチャピン２１０をドアフレーム１３０の中間部に接続したから、キャッチャピン２１０のドア１００に対する支持剛性を向上でき、キャッチャ２００の効果を確保することができるとともに、ドアフレーム１３０が曲げ変形を受ける際のスパン（支持点間の間隔）を短縮することができ、その変形に対する強度をいっそう向上することができる。
（３）ドアフレーム１３０の閉断面部は、その高さ方向の寸法を車幅方向よりも大きく形成したから、側面衝突時にドアフレーム１３０が入力を受ける面部であるパネル１３１の領域１３１ａの面積を大きくすることができ、ドアフレーム１３０による衝撃吸収効果を確保することができる。
（４）ドアフレーム１３０のパネル１３１，１３２がその一部どうしを重ねて配置される箇所を、キャッチャピン２１０とウェルディングナット２１１とによって締結し、挟持するようにしたから、ドアフレーム１３０が変形する際におけるパネル１３１，１３２の剥離を防止することができる。

次に、本発明を適用した車両用ドア構造の実施例２について説明する。なお、上述した実施例１と同様の部分については同じ符号を付して説明を省略し、主に相違点について説明する。

図７は、実施例２の車両用ドア構造を有する車両の前側ドアの要部断面図であって、実施例１における図３に相当する部分を示すものである。
実施例２の車両用ドア構造は、上述した実施例１のドアフレーム１３０に代えて、高張力鋼板をロールフォーミングによって成形したドアフレーム１４０を備えている。
ロールフォーミング（ロール成形）とは、加工対象となる金属等の帯板をタンデム状に配列された複数組の成形ロールに連続的に通過させ、順次成形加工を施すことによって平板から目的の断面形状に仕上げる塑性加工方法をいい、同一形状の断面を有する長尺物の量産に適するものである。ロールフォーミングを用いると、連続成形であるために材料に無理をかけずに成形することができ、精度のよい断面材を比較的低コストで得ることができる。

ドアフレーム１４０は、車両の前後方向から見たときに、その高さ方向の寸法が車幅方向の寸法よりも大きく形成された略矩形状の横断面形状を有する閉断面部Ａを備えている。ドアフレーム１４０は、ロールフォーミングを行う前の帯板の両端部に相当する領域１４１，１４２を重ねて配置した接合部１４３を備えている。この接合部１４３は、車両の前後方向に分布した複数の箇所においてスポット溶接が施されている。

この接合部１４３は、上述した閉断面部Ａの下端部から車幅方向内側に突き出して形成され、その下面部は、インナパネル１２０の下面部１２０ｃと当接している。
また、キャッチャ２００のキャッチャピン２１０は、インナパネル１２０の下面部１２０ｃ及び接合部１４３を貫通して配置され、ドアフレーム１４０の領域１４１に溶接によって固定されたウェルディングナット２１１によって締結され、これらを挟持している。

図８は、ドアフレーム１４０の前端部とインナパネル１２０との接合部を示す斜視図であって、アウタパネル１１０はその図示を省略している。
ドアフレーム１４０は、その前端部に設けられる接続部材１４４を介してインナパネル１２０に対して固定されている。

接続部材１４４は、インナパネル１２０の前端部に沿って形成された略平板状の前端部１４４ａと、ドアフレーム１４０の車幅方向内側の面部、上面部、下面部に連続的に当接するように略コの字状に形成された横断面を有する後端部１４４ｂとを備えている。接続部材１４４の前端部１４４ａと後端部１４４ｂとの間の領域は、その横断面形状が連続的に変化するように形成されている。
前端部１４４ａは、インナパネル１２０に対して複数個所のスポット溶接によって固定されている。また、後端部１４４ｂは、ドアフレーム１４０の当接する面部に対して複数個所のスポット溶接によって固定されている。
また、ドアフレーム１４０は、その後端部においても、上述した接続部材１４４と同様の接続部材を介してインナパネル１２０に対して固定されている。

以上説明した実施例２によれば、上述した実施例１と同様の効果に加え、ドアフレーム１４０をロールフォーミングによって形成したから、その製造工程が簡素化され、部品点数の削減及び低コスト化が可能となる。

（変形例）
本発明は、以上説明した実施例に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の均等の範囲内である。
（１）各実施例は、前後に配列されたドアを有する車両の前側ドア部に係るものであったが、本発明は、後側ドアや、２ドア車のドアにも適用することができる。
また、本明細書において、ドア開口とは、各実施例のようにその周縁部が連続したものに限らず、例えばオープンタイプの車両のように固定されたルーフ部を持たないものも含む。
（２）フレームの構成は各実施例のものに限定されず、適宜変更が可能である。例えば、板金加工によってフレームを形成する場合、パネルの形状や組み方は適宜変更することができ、その接合に関しても、実施例のようなスポット溶接に限らず、レーザー溶接等の他の溶接方法であってもよい。また、リベット、ボルト・ナット、接着等の溶接以外の方法を用いてもよい。さらに、フレームは、板金加工に限らず、例えばアルミニウム合金の押し出し加工等によって形成してもよい。
（３）移動制限部は、各実施例のキャッチャのような構成に限らず、ドア側に設けられる部材と車体側に設けられる部材とが係合されることによってドアの車室内側への移動を防止する他の構成であってもよい。

本発明の車両用ドア構造の実施例１を備える車両の前側ドアを車幅方向から見た状態を示す図である。 図１のII−II部矢視断面図である。 図２のIII部拡大図である。 図１の車両用ドア構造におけるドアフレーム前端部とインナパネルとの接合部の構成を示す斜視図である。 図１のＶ−Ｖ部矢視図である。 図１のVI−VI部矢視図である。 本発明の車両用ドア構造の実施例２における車両の前側ドアの要部断面図である。 図２の車両用ドア構造におけるドアフレーム前端部とインナパネルとの接合部の構成を示す斜視図である。

符号の説明

１ 車両
１０ キャビン
１０ａ ドア開口
１００ ドア
１１０ アウタパネル
１２０ インナパネル
１３０ ドアフレーム
１３１，１３２ パネル
２００ キャッチャ
２１０ キャッチャピン
２１１ ウェルディングナット
２２０ キャッチャブラケット

Claims (4)

1. 車両の側部に形成されたドア開口に設けられるドアパネルと、
   その両端部を前記ドアパネルの前端部及び後端部にそれぞれ固定され、その横断面の少なくとも一部に閉断面部を有するフレームと、
   前記フレームの中間部及び前記ドア開口の内周縁部にそれぞれ接続され、前記ドア開口に対する前記ドアパネルの車室内側への移動を制限する移動制限部と
   を備える車両用ドア構造。
2. 請求項１に記載の車両用ドア構造において、
   前記移動制限部の前記ドア開口側の接続部はサイドシルに設けたこと
   を特徴とする車両用ドア構造。
3. 請求項１又は請求項２に記載の車両用ドア構造において、
   前記フレームの前記閉断面部は、その高さ方向の寸法を車幅方向の寸法よりも大きく形成したこと
   を特徴とする車両用ドア構造。
4. 請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の車両用ドア構造において、
   前記フレームは、前記車両の前後方向に延在しかつ前記フレームを構成する部材の一部が重ねて配置される接合部を有し、
   前記移動制限部は、前記接合部を挟持する挟持部を備えること
   を特徴とする車両用ドア構造。
   
   

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