JP7166880B2 - Vehicle side door sash frame - Google Patents
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Description
本発明は、車両用サイドドアの上部を構成するサッシュ部のサッシュフレームに関するものである。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a sash frame of a sash portion forming an upper portion of a vehicle side door.
特許文献１は、車両用ドアフレーム構造を開示している。この特許文献１に開示されているような車両用サイドドアは、その下部を構成するドア本体部と、上部を構成するサッシュ部とを備える。当該車両用サイドドアは、インナパネルと、当該インナパネルの車幅方向外側に配置されたアウタパネルとによって構成されている。
ところで、自動車等の車両が走行する際、サイドドアのウィンドウガラス面に作用する負圧によりサッシュ部が車幅方向外側に吸い寄せられて僅かにたわみ変形することがある。特に車両の走行速度が速くなると、車体に対する車幅方向外側へのサッシュ部のたわみ変形量も大きくなる。通常、サイドドアと車体とはゴム製のシール部品などを介して密閉されているが、前記たわみ変形量が大きくなるとサイドドアと車体との間に隙間が形成され、これにより、風切り音が発生するという問題がある。この風切り音の発生を防ぐために、サッシュ部のサッシュフレームを構成するインナパネル又はアウタパネルの厚み（板厚）を大きくしてサッシュフレームの剛性を高めることが一般に行われる。 By the way, when a vehicle such as an automobile is running, the negative pressure acting on the window glass surface of the side door may cause the sash portion to be pulled toward the outside in the vehicle width direction and slightly bent and deformed. In particular, when the traveling speed of the vehicle increases, the amount of bending deformation of the sash toward the outside in the vehicle width direction with respect to the vehicle body also increases. Normally, the side door and the vehicle body are sealed via a rubber sealing part or the like, but when the amount of bending deformation increases, a gap is formed between the side door and the vehicle body, which causes wind noise. There is a problem that In order to prevent the occurrence of this wind noise, it is common practice to increase the thickness (board thickness) of the inner panel or outer panel that constitutes the sash frame of the sash portion to increase the rigidity of the sash frame.
ここで、サイドドアがプレスドア構造（プレスタイプドア構造）を有する場合、インナパネル及びアウタパネルは、一枚のパネルをプレス成形することによってそれぞれ作製される。したがって、プレスドア構造のサイドドアにおいて、サッシュフレームの剛性向上のためにインナパネル又はアウタパネルの厚みを大きくする場合、インナパネルの全体の厚み又はアウタパネルの全体の厚みが大きくなる。このことは、サッシュフレームの剛性の向上に寄与しない部分の厚みも大きくすることになるため、車両の軽量化という観点では好ましくない。特に、インナパネルはサッシュ部のフレームを構成するだけでなくドア本体部のフレームも構成する大きな部材であるため、インナパネルの厚みを大きくすることは、インナパネルの重量が大きく増加して車両の重量が増加することにつながる。 Here, when the side door has a press door structure (press type door structure), the inner panel and the outer panel are each produced by press molding a single panel. Therefore, in the side door of the press door structure, if the thickness of the inner panel or the outer panel is increased to improve the rigidity of the sash frame, the overall thickness of the inner panel or the overall thickness of the outer panel is increased. This is not preferable from the viewpoint of reducing the weight of the vehicle because the thickness of the portion that does not contribute to the improvement of the rigidity of the sash frame is increased. In particular, the inner panel is a large member that not only forms the frame of the sash but also the frame of the door body. lead to weight gain.
本発明の目的は、サッシュ部を効果的に補強することにより車両の重量増加を抑制しつつ車両走行時の風切り音を抑制することができる車両用サイドドアのサッシュフレームを提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a sash frame for a side door of a vehicle, which effectively reinforces the sash portion, thereby suppressing an increase in the weight of the vehicle and suppressing wind noise during travel of the vehicle.
（１）本発明は、車両用サイドドアの上部を構成するサッシュ部のサッシュフレームに関するものである。前記サッシュフレームは、インナパネルと、前記インナパネルの車幅方向外側に配置され、前記インナパネルとともに閉断面を形成するアウタパネルと、前記サッシュ部における少なくとも一部の領域に配置され、前記インナパネルと前記アウタパネルの間に介在するとともに前記インナパネル及び前記アウタパネルの一方又は両方に接合された補強部材と、を備える。前記サッシュ部に対して前記車幅方向外側への外力が作用するときの中立面と前記閉断面とが交わる線を中立軸とし、前記閉断面において前記中立軸に直交する方向である直交方向における前記閉断面の最大寸法をサッシュ幅とするとき、前記補強部材の少なくとも一部は、前記中立軸から前記直交方向に前記サッシュ幅の１／４の寸法以上離れた離隔領域に配置されている。前記サッシュ部は、前記車両用サイドドアの下部を構成するドア本体部の後側上端部から上方に延びる縦フレーム部と、前記ドア本体部の前側上端部から前記縦フレーム部の上端部まで延びるルーフサイドフレーム部と、を含み、前記ルーフサイドフレーム部における下端部と上端部との間の部位であって前記サッシュ部に対して前記外力が作用するときの曲げモーメントの向きが反転する部位を反転部位とするとき、前記補強部材は、前記反転部位よりも前記ルーフサイドフレーム部の前記下端部に近い領域であって前記反転部位よりも前記曲げモーメントが大きい下部領域と、前記反転部位よりも前記ルーフサイドフレーム部の前記上端部に近い領域であって前記反転部位よりも前記曲げモーメントが大きい上部領域とに配置されている。 (1) The present invention relates to a sash frame of a sash portion forming an upper portion of a vehicle side door. The sash frame includes an inner panel, an outer panel arranged outside the inner panel in the vehicle width direction and forming a closed cross section together with the inner panel, and an inner panel arranged in at least a partial region of the sash portion. a reinforcing member interposed between the outer panels and joined to one or both of the inner panel and the outer panel. A line that intersects a neutral plane and the closed cross section when an external force acts on the sash portion toward the outside in the vehicle width direction is defined as a neutral axis, and a perpendicular direction that is a direction perpendicular to the neutral axis in the closed cross section. When the maximum dimension of the closed cross-section in is the sash width, at least a part of the reinforcing member is arranged in a spaced region spaced apart from the neutral axis in the orthogonal direction by a dimension of 1/4 or more of the sash width. . The sash portion includes a vertical frame portion extending upward from a rear upper end portion of a door main body portion forming a lower portion of the vehicle side door, and a vertical frame portion extending from a front upper end portion of the door main body portion to an upper end portion of the vertical frame portion. and a roof side frame portion, which is a portion between the lower end portion and the upper end portion of the roof side frame portion where the direction of the bending moment when the external force acts on the sash portion is reversed. When the reversal portion is used, the reinforcing member includes a lower region that is closer to the lower end portion of the roof side frame portion than the reversal portion and has a larger bending moment than the reversal portion, and It is arranged in an upper region which is a region near the upper end portion of the roof side frame portion and in which the bending moment is larger than that of the reversal portion.
本発明のサッシュフレームでは、インナパネルとアウタパネルの間に補強部材を介在させることによりサッシュ部の剛性を向上させるので、車両用サイドドアがプレスドア構造を有する場合であっても、インナパネルの全体の厚み及びアウタパネルの全体の厚みを大きくする必要がない。そして、本発明では、補強部材の少なくとも一部がサッシュフレームの剛性を向上させる効果の大きい前記離隔領域に配置されるので、サッシュ部を効果的に補強することができる。これにより、車両の重量増加を抑制しつつサッシュフレームの剛性を高めて風切り音の発生を抑制することができる。また、前記ルーフサイドフレーム部における前記反転部位は、部分的に曲げモーメントがゼロになる部位であるため、補強部材による補強の必要性が低い部位である。その一方で、前記反転部位に対してルーフサイドフレーム部の長手方向の両側にある前記下部領域と前記上部領域は、前記反転部位よりも前記曲げモーメントが大きい領域であるため、補強部材による補強の必要性が高い領域である。本態様では、これらの下部領域と上部領域に前記補強部材を配置することで、サッシュ部を効果的に補強することができる。 In the sash frame of the present invention, the reinforcing member is interposed between the inner panel and the outer panel to improve the rigidity of the sash portion. and the overall thickness of the outer panel need not be increased. Further, in the present invention, at least part of the reinforcing member is arranged in the spaced region where the effect of improving the rigidity of the sash frame is large, so that the sash portion can be effectively reinforced. As a result, it is possible to increase the rigidity of the sash frame and suppress wind noise while suppressing an increase in the weight of the vehicle. In addition, since the reversal portion of the roof side frame portion is a portion where the bending moment is partially zero, it is a portion that needs less reinforcement with a reinforcing member. On the other hand, since the lower region and the upper region on both sides of the roof side frame portion in the longitudinal direction with respect to the reversal portion are regions in which the bending moment is larger than that of the reversal portion, reinforcement by the reinforcing member is required. This is an area of great need. In this aspect, the sash portion can be effectively reinforced by arranging the reinforcing members in the lower region and the upper region.
（２）前記サッシュフレームにおける前記閉断面において、前記補強部材のうちの前記離隔領域に配置された部分の断面積は、前記補強部材のうちの前記離隔領域以外の領域に配置された部分の断面積よりも大きくなっているのが好ましい。 (2) In the closed cross section of the sash frame, the cross-sectional area of the portion of the reinforcing member disposed in the spaced region is the cross-sectional area of the portion of the reinforcing member disposed in the region other than the spaced region. It is preferably larger than the area.
この態様では、サッシュフレームの剛性を向上させる効果の大きな前記離隔領域に補強部材の半分を超える部分が配置されているので、サッシュ部をより効果的に補強することができる。 In this aspect, since more than half of the reinforcing member is disposed in the spaced region, which is highly effective in improving the rigidity of the sash frame, the sash portion can be reinforced more effectively.
（３）前記サッシュフレームにおける前記閉断面において、前記補強部材は、前記中立軸上以外の領域にのみ配置されているのが好ましい。 (3) In the closed section of the sash frame, it is preferable that the reinforcing member is arranged only in a region other than on the neutral axis.
この態様では、補強部材は、サッシュフレームの剛性を向上させる効果の小さい前記中立軸上の領域以外の領域に配置されているので、剛性向上効果の小さい領域に補強部材を配置することに起因する剛性向上効率の低下を抑制できる。 In this aspect, the reinforcing member is arranged in a region other than the region on the neutral axis where the effect of improving the rigidity of the sash frame is small. A decrease in rigidity improvement efficiency can be suppressed.
（４）前記サッシュフレームにおける前記閉断面において、前記補強部材の全体が前記離隔領域に配置されているのがより好ましい。 (4) More preferably, in the closed cross section of the sash frame, the entire reinforcing member is arranged in the spaced region.
この態様では、サッシュフレームの剛性を向上させる効果の大きな前記離隔領域に補強部材の全体が配置されるので、サッシュ部をさらに効果的に補強することができる。 In this aspect, since the entire reinforcing member is arranged in the spaced region which is highly effective in improving the rigidity of the sash frame, the sash portion can be reinforced more effectively.
（５）前記サッシュフレームにおいて、前記補強部材は、前記反転部位以外の領域にのみ配置されていてもよい。 ( 5 ) In the sash frame, the reinforcing member may be arranged only in a region other than the reversal portion.
この態様では、補強部材による補強の必要性が低い前記反転部位に前記補強部材を配置せず、補強部材による補強の必要性が高い下部領域と上部領域に前記補強部材を配置することで、サッシュ部をより重点的に補強することができる。これにより、補強部材による補強の必要性が低い前記反転部位に前記補強部材を配置することに起因する剛性向上効率の低下を抑制できる。 In this aspect, the reinforcing member is not arranged in the inverted portion where the necessity of reinforcement by the reinforcing member is low, and the reinforcing member is arranged in the lower region and the upper region where the necessity of reinforcement by the reinforcing member is high, thereby making the sash can be reinforced more intensively. As a result, it is possible to suppress a decrease in rigidity improvement efficiency caused by arranging the reinforcing member in the reverse portion where the need for reinforcement by the reinforcing member is low.
以上のように、本発明によれば、サッシュ部を効果的に補強することにより車両の重量増加を抑制しつつ車両走行時の風切り音を抑制することができる。 As described above, according to the present invention, by effectively reinforcing the sash portion, it is possible to suppress an increase in the weight of the vehicle while suppressing wind noise during running of the vehicle.
［車両用サイドドア］
本発明の実施形態に係るサッシュフレームを備えた車両用サイドドアについて、図面を参照しながら説明する。
[Vehicle side door]
A vehicle side door provided with a sash frame according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図１は、本発明の実施形態に係るサッシュフレーム４を備えた車両用サイドドア１（以下、サイドドア１という。）を内側から見たときの側面図である。図２は、図１のＩＩ－ＩＩ線における断面図である。図３は、図１のＩＩＩ－ＩＩＩ線における断面図である。
FIG. 1 is a side view of a vehicle side door 1 (hereinafter referred to as side door 1) having a
サイドドア１は、その前端部１Ｆにおいて図略のヒンジによって上下方向の軸を中心に図略の車体に対して開閉可能に取り付けられる。サイドドア１の後端部１Ｒには、前記車体のドア開口部に設けられた係合部に係合可能な図略のドアロック装置が設けられ、サイドドア１が車体のドア開口部を閉じた状態でサイドドア１がロックされる。
The
サイドドア１が車体のドア開口部を閉じた状態では、サイドドア１の前後方向（図１では左右方向）は、車両が前進後退する方向と一致し、サイドドア１の厚み方向は、車両の車幅方向と一致する。また、サイドドア１が車体のドア開口部を閉じた状態では、サイドドア１におけるサッシュフレーム４の外側（図２では上方、図３では左方）は、車両の車幅方向外側と一致し、サイドドア１におけるサッシュフレーム４の内側（図２では下方、図３では右方）は、車両の車幅方向内側と一致する。
When the
図１に示すように、サイドドア１は、当該サイドドア１の下部を構成するドア本体部２と、サイドドア１の上部を構成するサッシュ部３とを備える。サッシュ部３は、ドア本体部２の上に一体に形成されている。サッシュ部３とドア本体部２の上縁２１は、ウィンドウ開口部５を形成している。ウィンドウ開口部５は、昇降装置（不図示）により上下に昇降されるウィンドウガラス６によって開閉される。
As shown in FIG. 1 , the
図１～図３に示すように、サッシュ部３は、インナパネル１０と、インナパネル１０の車幅方向外側に配置されるアウタパネル２０と、補強部材３０と、を備える。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
本実施形態では、サイドドア１は、プレスドア構造（プレスタイプドア構造）を有している。サッシュ部３のインナパネル１０及びアウタパネル２０は、一枚のパネルをプレス成形することによってそれぞれ作製される。サッシュ部３のインナパネル１０とドア本体部２のインナパネル１１とは一枚のパネルをプレス成形することによって作製されたものであってもよく、別々のパネルをプレス成形することによって作製されたものであってもよい。同様に、サッシュ部３のアウタパネル２０とドア本体部２のアウタパネル（不図示）とは一枚のパネルをプレス成形することによって作製されたものであってもよく、別々のパネルをプレス成形することによって作製されたものであってもよい。
In this embodiment, the
サッシュ部３は、ドア本体部２の後側上端部２Ｂから上方に延びる縦フレーム部３１（Ｂピラー部）と、ドア本体部２の前側上端部２Ａから縦フレーム部３１の上端部３１Ｂまで延びるルーフサイドフレーム部３２と、を含む。縦フレーム部３１の下端部３１Ａは、ドア本体部２の後側上端部２Ｂに接続されている。ルーフサイドフレーム部３２の下端部３２Ａは、ドア本体部２の前側上端部２Ａに接続されている。縦フレーム部３１の上端部３１Ｂは、ルーフサイドフレーム部３２の上端部３１Ｂと接続されている。
The
なお、縦フレーム部３１の下端部３１Ａは、図１に示すドア本体部２の上縁２１を後方に延長した直線Ｌと縦フレーム部３１が交わる位置にあり、ルーフサイドフレーム部３２の下端部３２Ａは、ドア本体部２の上縁２１を前方に延長した直線Ｌとルーフサイドフレーム部３２が交わる位置にある。
A
図２及び図３に示すように、サッシュフレーム４におけるインナパネル１０とアウタパネル２０は、縁部分同士が接合部４Ｗにおいて接合されることによって閉断面を形成している。インナパネル１０とアウタパネル２０を接合する方法は特に限定されないが、溶接（例えばレーザー溶接など）などの手段を採用することができる。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
本実施形態では、図１に示すサッシュ部３のサッシュフレーム４が有する閉断面と、ドア本体部２が有する閉断面は、例えば二点鎖線ＣＳで囲まれた部位に連続して形成されている。具体的に、サッシュフレーム４における縦フレーム部３１は、その下端部３１Ａから上端部３１Ｂまで連続する閉断面を有しており、各部位における閉断面の形状は、例えば図２に示す閉断面の形状と同様である。サッシュフレーム４におけるルーフサイドフレーム部３２は、その下端部３２Ａから上端部３２Ｂまで連続する閉断面を有しており、各部位における閉断面の形状は、例えば図３に示す閉断面の形状と同様である。
In this embodiment, the closed cross-section of the
以下の説明において、サッシュ部３に対して車幅方向外側への外力が作用するときの中立面と図２及び図３に示すような閉断面とが交わる線を中立軸ＮＡとし、図２及び図３に示すように前記閉断面において当該中立軸ＮＡに直交する方向である直交方向における前記閉断面の最大寸法をサッシュ幅Ｄとする。前記中立面は、サッシュ部３に対して車幅方向外側の外力が作用したときに、サッシュフレーム４において伸縮がゼロ（圧縮力及び引張力がゼロ）となる仮想の面である。本実施形態では、当該中立面は、サッシュフレーム４に沿って延びている。前記中立軸ＮＡは、前記中立面とサッシュフレーム４の横断面（閉断面）とが交わる線（例えば図２及び図３に示す直線ＮＡ）である。
In the following description, a neutral axis NA is defined as a line where a closed cross-section as shown in FIGS. And, as shown in FIG. 3, the sash width D is the maximum dimension of the closed cross section in the direction perpendicular to the neutral axis NA in the closed cross section. The neutral plane is an imaginary plane on which expansion and contraction of the
ここで、サッシュ部３に対して車幅方向外側へ作用する外力の一例として、車両の走行時にサイドドア１のウィンドウガラス６に作用する負圧に起因する外力を挙げることができる。ウィンドウガラス６に車幅方向外側に負圧が作用すると、サッシュ部３のサッシュフレーム４は、ウィンドウガラス６とともに車幅方向外側に吸い寄せられる。なお、本実施形態では、外力の作用する向きである車幅方向外側は、必ずしも水平方向に平行な方向だけに限定されるものではなく、サッシュフレーム４が車体に対して外側（例えば右サイドドアの場合、右側）にたわみ変形するような外力の向きであればよい。
An example of an external force acting on the
本実施形態では、サッシュ部３に対して車幅方向外側へ作用する外力に起因する風切り音の発生を抑制するために、サッシュフレーム４は１つ又は複数の補強部材３０を備えている。
In this embodiment, the
［補強部材］
補強部材３０は、サッシュフレーム４の剛性を向上させることにより、サッシュ部３に上述した外力が作用したときにサッシュフレーム４の車体に対するたわみ変形量を小さくするために設けられている。補強部材３０は、サッシュ部３における少なくとも一部の領域に配置されている。補強部材３０は、インナパネル１０とアウタパネル２０との間に介在し、インナパネル１０及びアウタパネル２０の長手方向に沿って延びる形状を有する。
[Reinforcement member]
The reinforcing
補強部材３０は、インナパネル１０及びアウタパネル２０の一方又は両方に接合されることにより、インナパネル１０及びアウタパネル２０と一体化されている。補強部材３０をインナパネル１０及びアウタパネル２０の一方又は両方と接合する方法は特に限定されないが、溶接（例えばレーザー溶接など）などの手段を採用することができる。
The reinforcing
図２及び図３に示す本実施形態では、サッシュフレーム４は、複数の補強部材３０を備え、少なくとも一つの補強部材３０が縦フレーム部３１に設けられ、少なくとも一つの補強部材３０がルーフサイドフレーム部３２に設けられている。各補強部材３０は縦フレーム部３１の長手方向又はルーフサイドフレーム部３２の長手方向に沿って延びる板状の部材である。各補強部材３０は、その幅方向の両端の接合部３０Ｗにおいてインナパネル１０の内面に接合されている。
In this embodiment shown in FIGS. 2 and 3, the
本実施形態では、補強部材３０の少なくとも一部は、以下に説明する離隔領域に配置されている。前記離隔領域は、サッシュフレーム４における閉断面（例えば図２及び図３に示す閉断面）において、当該閉断面において中立軸ＮＡから当該中立軸ＮＡに直交する方向である直交方向に前記サッシュ幅Ｄの１／４の寸法（すなわちＤ／４）以上離れた領域である。このような離隔領域に補強部材３０の少なくとも一部が配置されることにより、サッシュ部３を効果的に補強することができるので、車両の重量増加を抑制しつつサッシュフレーム４の剛性を高めて風切り音の発生を抑制することができる。図２及び図３に示す具体例では、補強部材３０のうち、インナパネル１０に対する接合部３０Ｗ以外のすべての部分が前記離隔領域に配置されており、しかも、補強部材３０は、中立軸ＮＡ上の領域には配置されていない。このような配置の場合、サッシュ部３をより効果的に補強することができる。
In this embodiment, at least a part of the reinforcing
なお、サッシュフレーム４が例えば鋼板によって形成されている場合には、アルミニウム合金板の板厚と鋼板の板厚とを同等とすれば、比較的剛性が高い（ヤング率が高い）ため、上述したような風切り音の問題は生じにくい。一方、サッシュフレーム４が例えばアルミニウム合金によって形成されている場合には、鋼板に比べて剛性が低い（ヤング率が低い）ため、風切り音の問題が生じやすい。本実施形態では、サッシュフレーム４がアルミニウム合金によって形成されているため、補強部材３０によってサッシュ部３を効果的に補強することにより車両の重量増加を抑制しつつ車両走行時の風切り音を抑制することができる。
If the
以下、補強部材３０が前記離隔領域に配置されることによりサッシュ部３を効果的に補強できる理由について説明する。
The reason why the
図４及び図５は、中立軸ＮＡからの距離と補強部材３０による剛性向上効果との関係を説明するための概略図である。図４は、サッシュフレーム４の横断面が矩形の閉断面を有する場合を示したものであり、図５は、サッシュフレーム４の横断面がひし形の閉断面を有する場合を示したものである。
4 and 5 are schematic diagrams for explaining the relationship between the distance from the neutral axis NA and the rigidity improvement effect of the reinforcing
図４及び図５に示す閉断面において、サッシュ部３（サッシュフレーム４）に対して作用する外力の向きである前記車幅方向外側がｙ軸の方向に平行であり、サッシュフレーム４の閉断面における中立軸ＮＡがｘ軸の方向に平行であるとする。かかる場合、断面二次モーメントＩｘは、断面の微小面積要素ｄＡと、微小面積要素のｘ軸からの距離ｙを用いて、次式（１）によって表される。
4 and 5, the outer side in the vehicle width direction, which is the direction of the external force acting on the sash portion 3 (sash frame 4), is parallel to the y-axis direction, and the closed cross section of the
Ｉｘ＝∫ｙ２ｄＡ・・・（１）
したがって、車両の重量増加を抑制しつつサッシュ部３を効果的に補強するという観点では、サッシュフレーム４における閉断面において、補強部材３０は、中立軸ＮＡからの距離ｙが大きくなる位置（中立軸ＮＡからできるだけ離れた位置）に配置されるのが好ましい。
I x =∫y 2 dA (1)
Therefore, from the viewpoint of effectively reinforcing the
図６は、図４に示す矩形閉断面の場合の補強部材３０による剛性向上効果と、図５に示すひし形閉断面の場合の補強部材３０による剛性向上効果とを示すグラフである。図４及び図５は、中立軸ＮＡが閉断面のサッシュ幅Ｄの中央に位置し、中立軸ＮＡから閉断面の最外縁４Ｅまでの距離（中立軸ＮＡに直交する方向の距離）がＤ／２となる場合を例示している。そして、図６のｘ軸は、前記距離Ｄ／２に対する距離ｙ（中立軸ＮＡから補強部材３０までの距離ｙ）の割合（％）を示している。また、式（１）で表される断面二次モーメントＩｘを補強部材３０の断面積で割った値、すなわち補強部材３０の単位面積あたりの断面二次モーメント（ΔＩｘ／ΔＡ）は、前記距離ｙが前記距離Ｄ／２のときに最大値となる。そして、図６のｙ軸は、前記最大値に対する単位面積あたりの断面二次モーメント（ΔＩｘ／ΔＡ）の割合（％）を示している。すなわち、図６は、補強部材３０の中立軸ＮＡからの距離ｙに対する剛性向上効果を示している。
FIG. 6 is a graph showing the rigidity improving effect of the reinforcing
図６に示されているように、補強部材３０による剛性向上効果（最大値に対する割合）は、サッシュフレーム４における閉断面の形状が矩形の場合とひし形の場合とで等しい。図６に示されているように、補強部材３０による剛性向上効果は、補強部材３０の中立軸ＮＡからの距離ｙが大きくなるほど大きい。これらの特徴は、矩形及びひし形以外の任意の閉断面（例えば図２や図３に示す閉断面）についても同様である。
As shown in FIG. 6, the rigidity improvement effect (ratio to the maximum value) of the reinforcing
図６に示すように、補強部材３０は、閉断面においてサッシュフレーム４の剛性向上効果が大きい領域、具体的には、前記最大値に対する単位面積あたりの断面二次モーメントの割合が２５％以上となる離隔領域に配置される。前記最大値に対する単位面積あたりの断面二次モーメントの割合が２５％となる補強部材３０の位置は、前記距離Ｄ／２（中立軸ＮＡから閉断面の最外縁４Ｅまでの距離）の５０％に相当する距離Ｄ／４だけ中立軸ＮＡから離れた位置である。したがって、当該離隔領域は、中立軸ＮＡから距離Ｄ／４以上離れた領域となる。
As shown in FIG. 6, the
以上のことから、本実施形態では、サッシュフレーム４の閉断面において、補強部材３０を配置することによって断面二次モーメントが大きくなる効果が高い前記離隔領域に補強部材３０を優先的に配置してサッシュフレーム４を補強する。
As described above, in the present embodiment, in the closed cross section of the
なお、図６に示すように、補強部材３０は、閉断面においてサッシュフレーム４の剛性向上効果がさらに大きい領域、具体的には、前記最大値に対する単位面積あたりの断面二次モーメントの割合が５０％以上となる領域に配置されるのがより好ましく、当該割合が７５％以上となる領域に配置されるのがさらに好ましい。
As shown in FIG. 6, the reinforcing
また、図２及び図３に示すように、補強部材３０とインナパネル１０との間には隙間Ｇが設けられている。補強部材３０は、当該補強部材３０と中立軸ＮＡとの前記直交方向の距離が大きくなる位置に配置されることが好ましいが、部品同士の接触（図２及び図３の場合には、補強部材３０とインナパネル１０との接触）に起因する異音の発生を防止するという観点では、前記隙間Ｇが設けられていてもよい。
Moreover, as shown in FIGS. 2 and 3, a gap G is provided between the reinforcing
次に、サッシュフレーム４の長手方向における補強部材３０の好ましい配置について説明する。
Next, a preferred arrangement of the reinforcing
図７は、サッシュ部３において補強するのが好ましい領域を示す側面図である。補強部材３０は、図７に示す縦フレーム部３１の下部領域Ａ１１及びルーフサイドフレーム部３２の下部領域Ａ２１の少なくとも一方に配置されるのが好ましい。また、補強部材３０は、前記下部領域Ａ１１及び前記下部領域Ａ２１の両方に配置されるのがより好ましい。また、補強部材３０は、前記下部領域Ａ１１及び前記下部領域Ａ２１の少なくとも一方と、図７に示すルーフサイドフレーム部３２の上部領域Ａ２２とに配置されるのがさらに好ましい。以下、その理由について具体的に説明する。
FIG. 7 is a side view showing a region of the
図８は、サッシュ部３の縦フレーム部３１とルーフサイドフレーム部３２におけるモーメント分布を示す概略図である。図９は、図８に示すサッシュフレーム４の構造を模式的に記載した図である。
FIG. 8 is a schematic diagram showing the moment distribution in the
図８に示す本実施形態では、サッシュ部３の縦フレーム部３１とルーフサイドフレーム部３２を比較すると、ルーフサイドフレーム部３２の剛性よりも縦フレーム部３１の剛性が高い。そして、縦フレーム部３１の上端部３１Ｂとルーフサイドフレーム部３２の上端部３２Ｂが接続される部分を支持点（回転支点）と考える。かかる場合、縦フレーム部３１は、ルーフサイドフレーム部３２による支持の影響が小さいので、図９に示すように縦フレーム部３１の下端部３１Ａにおいてドア本体部２の後側上端部２Ｂに固定される片持ち梁（等分布荷重の片持ち梁）の状態にあると考えることができる。一方、ルーフサイドフレーム部３２は、縦フレーム部３１による支持の影響が比較的大きいので、図９に示すようにルーフサイドフレーム部３２の下端部３２Ａにおいてドア本体部２の前側上端部２Ａに固定されるとともにルーフサイドフレーム部３２の上端部３２Ｂにおいてピン支持される梁（等分布荷重の一端固定、他端ピン支持の支持梁）の状態にあると考えることができる。
In the present embodiment shown in FIG. 8, comparing the
図１０は、図８に示すサッシュフレーム４の縦フレーム部３１の支持状態とモーメント分布を示す模式図である。縦フレーム部３１は、図９を参照して説明したように等分布荷重の片持ち梁の状態にあると考えた場合、縦フレーム部３１に作用する曲げモーメントＭは、図１０に示すような分布になる。すなわち、図１０に示すように、曲げモーメントＭは、縦フレーム部３１の下端部３１Ａにおいて最も大きくなり、縦フレーム部３１の上端部３１Ｂに向かうにつれて小さくなる。
FIG. 10 is a schematic diagram showing the support state and moment distribution of the
したがって、縦フレーム部３１には、その下端部３１Ａ付近に補強部材３０が配置されるのが好ましい。具体的には、縦フレーム部３１の下端部３１Ａから上端部３１Ｂまでの高さを縦フレーム高さとするとき、補強部材３０は、縦フレーム部３１の下端部３１Ａから縦フレーム高さの１／５の寸法だけ上方の位置までの根元領域に配置されるのが好ましい。図７に示す具体例では、補強部材３０は、縦フレーム部３１の根元領域の一部又は全部を含む下部領域Ａ１１に設けられている。
Therefore, it is preferable that the reinforcing
図１１は、図８に示すサッシュフレーム４のルーフサイドフレーム部３２の支持状態とモーメント分布を示す模式図である。ルーフサイドフレーム部３２は、図９を参照して説明したように等分布荷重の一端固定、他端ピン支持の支持梁の状態にあると考えた場合、ルーフサイドフレーム部３２に作用する曲げモーメントＭは、図１１に示すような分布になる。
FIG. 11 is a schematic diagram showing the supporting state and moment distribution of the roof
すなわち、図１１に示すように、曲げモーメントＭは、ルーフサイドフレーム部３２の下端部３２Ａにおいて大きな値となり、ルーフサイドフレーム部３２の上端部３２Ｂに向かうにつれて小さくなり、下端部３２Ａと上端部３２Ｂとの間の部位（反転部位ＲＡ）においてゼロとなる。曲げモーメントＭは、この反転部位ＲＡにおいて向きが反転し、ルーフサイドフレーム部３２の上端部３２Ｂに向かうにつれて大きくなり、反転部位ＲＡと上端部３２Ｂとの間の領域で極大値をとる。そして、曲げモーメントＭは、当該極大値の領域からルーフサイドフレーム部３２の上端部３２Ｂに向かうにつれて小さくなる。
That is, as shown in FIG. 11, the bending moment M has a large value at the
ルーフサイドフレーム部３２では、図１１に示すようなモーメント分布に従って、反転部位ＲＡよりもルーフサイドフレーム部３２の下端部３２Ａに近い下部領域Ａ２１（図７参照）と、反転部位ＲＡよりもルーフサイドフレーム部３２の上端部３２Ｂに近い上部領域Ａ２２（図７参照）とに大きな曲げモーメントＭが作用する。下部領域Ａ２１におけるモーメントの方向と上部領域Ａ２２におけるモーメントの方向は互いに逆向きである。
In the roof
以上のような特性を有するルーフサイドフレーム部３２には、その下端部３２Ａ付近に補強部材３０が配置されるのが好ましい。具体的には、ルーフサイドフレーム部３２の下端部３２Ａから上端部３２Ｂまでの高さをルーフサイド高さとするとき、補強部材３０は、ルーフサイドフレーム部３２の下端部３２Ａからルーフサイド高さの１／５の寸法だけ上方の位置までの根元領域に配置されるのが好ましい。
It is preferable that the reinforcing
また、ルーフサイドフレーム部３２では、反転部位ＲＡに基づいて、次のように補強部材３０を配置してもよい。図７に示すように、補強部材３０は、反転部位ＲＡよりもルーフサイドフレーム部３２の下端部３２Ａに近い領域であって反転部位ＲＡよりも曲げモーメントＭが大きい下部領域Ａ２１と、反転部位ＲＡよりもルーフサイドフレーム部３２の上端部３２Ｂに近い領域であって反転部位ＲＡよりも曲げモーメントＭが大きい上部領域Ａ２２とに配置されてもよい。当該下部領域Ａ２１は、前記根元領域の一部又は全部を含む領域である。
Further, in the roof
［変形例］
本発明は、以上説明した実施形態に限定されない。本発明は、例えば次のような形態を含む。
[Modification]
The invention is not limited to the embodiments described above. The present invention includes, for example, the following forms.
図１２（Ａ）～図１２（Ｄ）及び図１３（Ａ）～図１３（Ｃ）は、実施形態に係るサッシュフレーム４の変形例をそれぞれ示す断面図である。なお、図１２（Ａ）～（Ｄ）及び図１３（Ａ）～（Ｃ）に示す変形例は、補強部材３０の少なくとも一部が前記離隔領域に配置されている点で共通している。
12(A) to 12(D) and 13(A) to 13(C) are cross-sectional views respectively showing modifications of the
図１２（Ａ）に示すように、サッシュフレーム４の閉断面において、補強部材３０のうちの離隔領域に配置された部分の断面積が、補強部材３０のうちの離隔領域以外の領域に配置された部分の断面積よりも小さくてもよい。
As shown in FIG. 12(A), in the closed cross section of the
図１２（Ｂ）に示すように、サッシュフレーム４の閉断面において、２つの補強部材３０のうち、一方の補強部材３０がインナパネル１０に接合され、他方の補強部材３０がアウタパネル２０に接合されていてもよい。
As shown in FIG. 12B, in the closed cross section of the
図１２（Ｃ）に示すように、サッシュフレーム４の閉断面において、２つの補強部材３０のうち、一方の補強部材３０がインナパネル１０とアウタパネル２０に接合され、他方の補強部材３０もインナパネル１０とアウタパネル２０に接合されていてもよい。
As shown in FIG. 12(C), in the closed cross section of the
図１２（Ｄ）に示すように、サッシュフレーム４の閉断面において、補強部材３０が波状などの複雑な断面形状を有していてもよい。
As shown in FIG. 12(D), in the closed cross section of the
図１３（Ａ）に示すように、補強部材３０がアウタパネル２０のみに接合されていてもよい。また、補強部材３０が空洞部３０ａを有する筒形状を有していてもよい。
The reinforcing
図１３（Ｂ）に示すように、サッシュフレーム４の閉断面において、２つの補強部材３０が設けられ、各補強部材３０の全体が離隔領域に配置されていてもよい。
As shown in FIG. 13(B), two reinforcing
図１３（Ｃ）に示すように、サッシュフレーム４の閉断面において、２つの補強部材３０が設けられ、各補強部材３０は、縦フレーム部３１又はルーフサイドフレーム部３２の長手方向に沿って延びる補強部材本体部３０ａと、当該補強部材本体部３０ａに接合された１つ又は複数のリブ部３０ｂとを有するものであってもよい。前記リブ部３０ｂは、前記長手方向に交わる方向（例えば、前記長手方向に直交する方向）に平行な平板状の部分である。複数のリブ部３０ｂが設けられる場合には、これらのリブ部３０ｂは、前記長手方向に間隔をあけて配置される。
As shown in FIG. 13C, two reinforcing
図１４（Ａ）及び図１４（Ｂ）に示すように、サッシュフレーム４の閉断面において、２つの補強部材３０が設けられ、各補強部材３０は、中立軸ＮＡに直交する方向の寸法である厚さが中立軸ＮＡの方向において変化する部材である差厚断面部材によって構成されていてもよい。当該差厚断面部材は、例えば押し出し成形やダイキャストなどの成型方法を用いて形成することができる。
As shown in FIGS. 14A and 14B, two reinforcing
図１４（Ｃ）に示すように、サッシュフレーム４の閉断面において、２つの補強部材３０が設けられ、各補強部材３０は、中空の閉断面構造を有していてもよい。
As shown in FIG. 14(C), two reinforcing
なお、図１２（Ｂ），（Ｃ）、図１３（Ｂ），（Ｃ）、図１４（Ａ）～（Ｃ）に示すサッシュフレーム４の閉断面においては、２つの補強部材３０が設けられているが、前記２つの補強部材３０の一方を省略することもできる。
12(B), (C), FIGS. 13(B), (C), and FIGS. 14(A) to (C), two reinforcing
前記実施形態において、図８～図１１に示したような曲げモーメントの分布に応じて、以下のように補強部材３０を配置してもよい。すなわち、曲げモーメントの分布に応じて、厚みの異なる複数の補強部材３０が配置されてもよく、ヤング率の異なる複数の補強部材３０が配置されてもよい。具体的には、例えば、縦フレーム部３１やルーフサイドフレーム部３２の前記根元領域の一部又は全部に配置する補強部材３０の厚みを、前記根元領域以外の領域の一部又は全部に配置する補強部材３０の厚みよりも大きくしてもよい。また、縦フレーム部３１やルーフサイドフレーム部３２の前記根元領域の一部又は全部に配置する補強部材３０を構成する素材のヤング率を、前記根元領域以外の領域の一部又は全部に配置する補強部材３０を構成する素材のヤング率よりも高くしてもよい。また、縦フレーム部３１やルーフサイドフレーム部３２の前記根元領域の一部又は全部に配置する補強部材３０の剛性を、前記根元領域以外の領域の一部又は全部に配置する補強部材３０の剛性よりも高くしてもよい。
In the above embodiment, the reinforcing
また、縦フレーム部３１の上端部３１Ｂ付近やルーフサイドフレーム部３２の上端部３２Ｂ付近には、補強部材３０を省略してもよい。また、前記反転部位ＲＡにおいては補強部材３０を省略してもよい。
Further, the
また、前記実施形態では、サッシュフレーム４がアルミニウム合金によって形成されている場合を例示したが、サッシュフレーム４は、アルミニウム合金以外の材料によって形成されていてもよい。
Further, in the above-described embodiment, the
１ 車両用サイドドア
２ ドア本体部
２Ａ ドア本体部の前側上端部
２Ｂ ドア本体部の後側上端部
３ サッシュ部
４ サッシュフレーム
１０ サッシュフレームのインナパネル
２０ サッシュフレームのアウタパネル
３０ 補強部材
３１ 縦フレーム部
３１Ａ 縦フレーム部の下端部
３１Ｂ 縦フレーム部の上端部
３２ ルーフサイドフレーム部
３２Ａ ルーフサイドフレーム部の下端部
３２Ｂ ルーフサイドフレーム部の上端部
Ｄ サッシュ幅
ＮＡ 中立軸
ＲＡ 反転部位
REFERENCE SIGNS
Claims (5)
インナパネルと、
前記インナパネルの車幅方向外側に配置され、前記インナパネルとともに閉断面を形成するアウタパネルと、
前記サッシュ部における少なくとも一部の領域に配置され、前記インナパネルと前記アウタパネルの間に介在するとともに前記インナパネル及び前記アウタパネルの一方又は両方に接合された補強部材と、を備え、
前記サッシュ部に対して前記車幅方向外側への外力が作用するときの中立面と前記閉断面とが交わる線を中立軸とし、前記閉断面において前記中立軸に直交する方向である直交方向における前記閉断面の最大寸法をサッシュ幅とするとき、
前記補強部材の少なくとも一部は、前記中立軸から前記直交方向に前記サッシュ幅の１／４の寸法以上離れた離隔領域に配置され、
前記サッシュ部は、前記車両用サイドドアの下部を構成するドア本体部の後側上端部から上方に延びる縦フレーム部と、前記ドア本体部の前側上端部から前記縦フレーム部の上端部まで延びるルーフサイドフレーム部と、を含み、
前記ルーフサイドフレーム部における下端部と上端部との間の部位であって前記サッシュ部に対して前記外力が作用するときの曲げモーメントの向きが反転する部位を反転部位とするとき、
前記補強部材は、前記反転部位よりも前記ルーフサイドフレーム部の前記下端部に近い領域であって前記反転部位よりも前記曲げモーメントが大きい下部領域と、前記反転部位よりも前記ルーフサイドフレーム部の前記上端部に近い領域であって前記反転部位よりも前記曲げモーメントが大きい上部領域とに配置されている、サッシュフレーム。 A sash frame of a sash portion constituting an upper portion of a vehicle side door,
inner panel and
an outer panel disposed outside the inner panel in the vehicle width direction and forming a closed cross section together with the inner panel;
a reinforcing member disposed in at least a partial region of the sash portion, interposed between the inner panel and the outer panel, and joined to one or both of the inner panel and the outer panel;
A line that intersects a neutral plane and the closed cross section when an external force acts on the sash portion toward the outside in the vehicle width direction is defined as a neutral axis, and a perpendicular direction that is a direction perpendicular to the neutral axis in the closed cross section. When the maximum dimension of the closed cross section in is the sash width,
at least a portion of the reinforcing member is disposed in a spaced region spaced apart from the neutral axis by a dimension equal to or greater than 1/4 of the sash width in the orthogonal direction;
The sash portion includes a vertical frame portion extending upward from a rear upper end portion of a door main body portion forming a lower portion of the vehicle side door, and a vertical frame portion extending from a front upper end portion of the door main body portion to an upper end portion of the vertical frame portion. a roof side frame portion;
When a portion between the lower end portion and the upper end portion of the roof side frame portion where the direction of the bending moment when the external force acts on the sash portion is reversed is defined as the reversal portion,
The reinforcing member includes a lower region closer to the lower end of the roof side frame than the reversal portion and having a larger bending moment than the reversal portion, and a lower portion of the roof side frame portion that is closer to the reversal portion than the reversal portion. A sash frame disposed in an upper region near the upper end where the bending moment is larger than that of the reversal portion.
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