JP3632850B2 - 自動車用ドア - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は自動車用ドアにおける乗員保護性能の改良技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、自動車に衝突力が作用した場合に、乗員を保護するようにした技術の開発が進められている。乗員保護性能を高めるには、ドアを含めて車体構造を見直すことが求められる。例えば、乗員保護性能を高めるようにした自動車用ドアとしては、例えば特開平７−２５２３６号公報「車両のドア構造」（以下、「従来の技術」と言う）が知られている。
【０００３】
上記従来の技術は、同公報の図９及び図１０によれば、インナパネル３（番号は公報に記載されたものを引用した。以下同じ。）及びアウタパネル４からなるドア本体５の上部に開口６を設け、この開口６を通してウインドウパネル７を昇降させるようにしたというものである。
【０００４】
インナパネル３の上部及びアウタパネル４の上部は、開口６に沿って延びるレインフォース２５，２６を各々備える。これらのレインフォース２５，２６は、乗員ＭのヒップポイントＰより前の位置に切欠部２５ａ，２６ａを有する。ドア本体５に車幅方向から外力Ｆが作用したとき、すなわち側面衝突したときに、レインフォース２５，２６が切欠部２５ａ，２６ａの部分で車室内へ塑性変形することで、衝突エネルギーを吸収する。乗員Ｍに伝わる衝撃を緩和することで、乗員保護性能を高める。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来の技術は、車幅方向からの外力Ｆによってレインフォース２５，２６が車室内へ塑性変形する構造である。このようなレインフォース２５，２６は、車体前方からの外力（衝突力）に対する対策を施したものではない。前方からの外力に対しても、乗員保護性能を確保することが求められる。
【０００６】
そこで本発明の目的は、車体前方からの衝突力に対するドアの乗員保護性能を高めることができる技術を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１は、ドア枠とこのドア枠内で前後に掛け渡した長尺部材とからなるドアインナパネルを備えた自動車用ドアであって、長尺部材には、一定以上の圧縮力が作用したときに剪断にて破断する脆弱部を設け、この脆弱部は、車体前後方向に延びる一対の部材間に車幅方向に延びる短い部材を介在させた段差形状にしたことを特徴とする自動車用ドアである。
【０００８】
長尺部材は、長手方向に一定以上の圧縮力が作用したときに脆弱部が剪断にて破断し得る構造である。この脆弱部は、車体前後方向に延びる一対の部材間に車幅方向に延びる短い部材を介在させた段差形状であり、この段差部分が剪断する。このような構造であるため、車体前方からドアへ衝突力が作用したときに、この衝突力によって段差部分が剪断することになる。段差部分が剪断した結果、車体前後方向に延びている一対の部材が後方へ相対移動して、衝突エネルギーを吸収する。このように、前方からの衝突エネルギーをドアインナパネルでより速やかに且つより十分に吸収して、緩和することができる。
しかも、長尺部材において、脆弱部を設ける位置を適宜設定することにより、前方からドアへ衝突力が作用したときの剪断位置を明確にすることができる。このため、乗員保護性能が高まるように脆弱部の位置を設定すればよい。
このようなことから、車体前方からの衝突力に対するドアの乗員保護性能を高めることができる。
【０００９】
請求項２は、脆弱部が、長尺部材の前端部又は後端部に設けるとともに、長尺部材の長手中央部分を前端部又は後端部よりも反車室側に配置したことを特徴とする。
ドア枠は比較的剛性が大きい。長尺部材のうち、高剛性であるドア枠から段差部分まで短い側の部分を車室側に配置した。このため、短い側の部分の剛性は長い側の部分よりも大きい。従って、段差部分が剪断したときに、車室側への影響を極力抑制することができる。
【００１０】
請求項３は、ドアインナパネルを鋳造品としたことを特徴とする。
鋳造品であるから板材のプレス成形品に比べて、脆弱部における段差部分の形状や寸法の設定、すなわち車体前後方向に延びる一対の部材の形状や寸法の設定、車幅方向に延びる短い部材の形状や寸法の設定が容易であり、剪断部分をより精度良く設定することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付図面に基づいて以下に説明する。なお、「前」、「後」、「左」、「右」、「上」、「下」は運転者から見た方向に従い、Ｆｒは前側、Ｒｒは後側、車室側はＩｎ、車外側（反車室側）はＯｕを示す。また、図面は符号の向きに見るものとする。
【００１２】
図１は本発明に係る自動車用ドアの側面図であり、左のフロント側のドア１０を左側面から見た構造を示す。このドア１０は、ドアインナパネル１１の上部に窓枠１２を一体に形成するとともに、ドアインナパネル１１の車外側（図の手前側）にドアアウタパネル１３を接合した、フルドア型式の自動車用ドアである。
さらにドア１０は、ドアインナパネル１１のドア枠２０を想像線にて示す車体３１に、上下のヒンジ３２，３２にて開閉自在に取付けるとともに、ドア枠２０に取付けたドアロック部３５にて閉状態を保つようにしたものである。
【００１３】
窓枠（ｓａｓｈ）１２は、図示せぬドアガラスを保持して昇降可能に取付ける部分である。この発明においては、ドアインナパネル１１に窓枠１２を組合せた全体構造のことを、総称してドアインナパネル１１と言う。
ドアインナパネル１１のドア枠２０は、最下部の水平な下枠材２１と、下枠材２１の前端から上方へ延びた前枠材２２と、下枠材２１の後端から上方へ延びた後枠材２３と、これら前枠材２２の上端と後枠材２３の上端との間に掛け渡した上枠材２４と、からなる。
【００１４】
ドアインナパネル１１は、軽量化を図るためにマグネシウム合金製品としたものであり、例えばマグネシウム合金の鋳造品である。鋳造品としては、特にマグネシウム合金ダイカストが好ましい。マグネシウム合金は溶融点が低く湯流れが良いからである。マグネシウム合金ダイカストとしては、例えば２種Ｂ（ＪＩＳ Ｈ ５３０３，記号ＭＤ２Ｂ）が好適である。
【００１５】
ドアアウタパネル１３はマグネシウム合金板、アルミニウム合金板、鋼板等の板材のプレス成形品である。
【００１６】
さらにこの図は、ドア１０と乗員Ｍａが座る座席４０との関係を示す。想像線にて示す座席４０は、シートクッション４１並びにシートバック４２からなる。シートクッション４１は、ドア枠２０の後部下部の近傍に配置し、シートバック４２は、ドア枠２０の後部近傍に配置する。
【００１７】
ドア枠２０は、起立させた状態のシートバック４２の側面に臨むほぼ水平な第１長尺部材２５を備える。このため、第１長尺部材２５は乗員Ｍａの概ね肩Ｓｈの部分に臨むことになる。第１長尺部材２５は、前枠材２２の上端と後枠材２３の高さ途中との間に掛け渡した補強部材である。
【００１８】
図２は本発明に係るドアインナパネルの側面図であり、ドアインナパネル１１の下半部を示す。
ドアインナパネル１１は、ドア枠２０とこのドア枠２０内で前後に掛け渡した複数の長尺部材（上記第１長尺部材２５並びに第２長尺部材２６）とからなる。より具体的には、第１・第２長尺部材２５，２６はドア枠２０と一体に形成した細長いドアビームである。第２長尺部材２６は、ドア枠２０の前部下部（下枠材２１と前枠材２２とのコーナ）から第１長尺部材２５の後部へ向って延びる部材である。
【００１９】
第１長尺部材２５は、前端部に１つの脆弱部６０を備える。第２長尺部材２６は、前端部に２つの脆弱部６０を備えるとともに、後端部に１つの脆弱部６０を備える。これらの脆弱部６０・・・（・・・は複数を示す。以下同じ。）は、上記図１に示す座席４０並びに着座した乗員Ｍａから離れた位置にある。脆弱部６０の詳細については後述する。
【００２０】
前枠材２２は、上部並びに下部に２つのヒンジ３２，３２を取付ける。後枠材２３は、上下２つのヒンジ３２，３２の高さの中央部分にドアロック部３５を取付ける。
ドア枠２０は、上のヒンジ３２を取付けた部分とドアロック部３５を取付けた部分との間にドアビーム７０を掛け渡すとともに、下のヒンジ３２を取付けた部分とドアロック部３５を取付けた部分との間にドアビーム７０を掛け渡す。
【００２１】
図３は図２の３−３線断面図であり、後枠材２３並びに第１長尺部材２５の平断面構造を示す。第１長尺部材２５は、車室側Ｉｎの面２５ａに乗員保護用カバー５１を重ねて固定したものである。乗員保護用カバー５１は、ドアインナパネル１１に採用したマグネシウム合金より「じん性」が優れるとともに比較的軽量なアルミニウム合金の板材のプレス成形品である。「じん性」とは、粘り強くて衝撃破壊を起こし難いかどうかの程度のことである。
【００２２】
詳しくは、乗員保護用カバー５１の前端部５１ａについては、ドアインナパネル１１の第１長尺部材２５の前部に重ね合わせて、複数のリベット５２にて局部的に固定する。乗員保護用カバー５１の後端部５１ｂについては、第１長尺部材２５と共にブラケット５３に重ね合わせて複数のリベット５４にて局部的に固定し、このブラケット５３をドア枠２０の後枠材２３に複数のリベット５５，５５にて局部的に固定する。
【００２３】
図４は図２の４−４線断面図であり、乗員保護用カバー５１の前端部５１ａを第１長尺部材２５に重ね合わせて複数の点でリベット５２，５２にて固定したことを示す。
さらにこの図は、第１長尺部材２５とドアアウタパネル１３との間の開口５７を通してドア１０にドアガラス５８を開閉可能に収納したことを示す。
【００２４】
図５は図２の５−５線断面図であり、乗員保護用カバー５１の後端部５１ｂを第１長尺部材２５と共にブラケット５３に重ね合わせ、複数のリベット５４，５４にて共締めしたことを示す。
【００２５】
ここで一旦上記図１に戻って説明を続ける。第１長尺部材２５が座席４０に臨んでいるので、乗員保護用カバー５１も、少なくとも座席４０又はその近傍に臨む部分に配置されている。さらには、ドアインナパネル１１並びに乗員保護用カバー５１を、座席４０又はその近傍に臨む部分でブラケット５３に重ね合わせて固定している。
【００２６】
図６（ａ），（ｂ）は本発明に係る第１・第２長尺部材並びに脆弱部の構成図兼作用図であり、（ａ）は平面断面構造を示し、（ｂ）は作用を示す。
脆弱部６０は、第１長尺部材２５や第２長尺部材２６の長手方向に一定以上の圧縮力が作用したときに剪断にて破断する部材であり、第１・第２長尺部材２５，２６に一体に形成したものである。
【００２７】
具体的には、脆弱部６０は、車体前後方向に延びる一対の部材（第１部材６１及び第２部材６２）間に車幅方向に延びる短い部材６３（剪断部６３）を介在させて、段差形状にした部材であって、第１・第２長尺部材２５，２６の長手中央部分としての第２部材６２を前端部としての第１部材６１よりも車外側Ｏｕ（反車室側Ｏｕ）に配置する。第１部材６１の板厚ｔ１と第２部材６２の板厚ｔ２と剪断部６３の板厚ｔ３は同一である。
【００２８】
脆弱部６０の作用を図６（ａ），（ｂ）に基づき説明する。（ａ）に示すように、第１長尺部材２５や第２長尺部材２６の長手方向に一定以上の圧縮力が作用したときに、剪断部６３が剪断にて破断し得る。このため、ドアインナパネル１１に前方から衝突力Ｆｏが作用したときに、この衝突力Ｆｏによって段差部分の剪断部６３が剪断する。この結果、（ｂ）に示すように、第２部材６２に対して第１部材６１が後方へ相対移動する。このようにして、車体前方からの衝突エネルギーをドアインナパネル１１でより速やかに且つより十分に吸収して、緩和することができる。
【００２９】
しかも、第１・第２長尺部材２５，２６において、脆弱部６０を設ける位置を適宜設定することにより、車体前方からドア１０へ衝突力が作用したときの剪断位置を明確にすることができる。このため、乗員保護性能が高まるように脆弱部６０の位置を設定すればよい。
このようなことから、車体前方からの衝突力Ｆｏに対するドア１０の乗員保護性能を高めることができる。
【００３０】
さらには、ドア枠２０は比較的剛性が大きい。第１・第２長尺部材２５，２６のうち、高剛性であるドア枠２０から段差部分まで短い側の部分（第１部材６１）を車室側Ｉｎに配置した。このため、短い側の部分の剛性は長い側の部分（第２部材６２）よりも大きい。従って、段差部分が剪断したときに、車室側Ｉｎへの影響を極力抑制することができる。
【００３１】
さらにまた、ドアインナパネル１１が鋳造品であるから板材のプレス成形品に比べて、脆弱部６０における段差部分の形状や寸法の設定、すなわち車体前後方向に延びる一対の部材（第１・第２部材６１，６２）の形状や寸法の設定、車幅方向に延びる短い部材（剪断部６３）の形状や寸法の設定が容易であり、剪断部分をより精度良く設定することができる。
【００３２】
図７は図２の７−７線断面図であり、ドアビーム７０の断面構造を示す。このドアビーム７０は、複数本の分割体（第１分割体７１及び第２分割体７２）を直列に並べ、相互の端部７１ｂ，７２ａ同士を車幅方向に重ね、ドアビーム７０に一定以上の圧縮力が作用したときに所定距離だけ相対移動が可能なように端部７１ｂ，７２ａ同士を結合した複合部材である。
詳しくは、分割体は、ヒンジ３２側に取付けた第１分割体７１と、ドアロック部３５側に取付けた第２分割体７２とからなり、端部７１ｂ，７２ａ同士を結合した部分をヒンジ３２の近傍に配置し、第１分割体７１を第２分割体７２よりも車室側Ｉｎに配置する。
【００３３】
より具体的には、想像線にて示す車体３１にヒンジ３２の一方をボルト３３にて結合し、ヒンジ３２の他方に前枠材２２と共に第１分割体７１の前端部７１ａをボルト７３にて共締めし、第１分割体７１の後端部７１ｂに第２分割体７２の前端部７２ａを車幅方向に重ね合わせてボルト７４にて結合し、第２分割体７２の後端部７２ｂにドアロック部３５のブラケット３６を車幅方向に重ね合わせてリベット７５にて結合し、ブラケット３６に後枠材２３をリベット７６並びにボルト７７にて結合する。
【００３４】
第１分割体７１の後端部７１ｂは、第２分割体７２の前端部７２ａよりも車室側Ｉｎに配置する。
ドアロック部３５は、車体３１側のストライカ（図示せず）を噛み合わせるためのラッチ（図示せず）をブラケット３６に取付けた、一般的な機構である。ブラケット３６並びに第１・第２分割体７１，７２は、アルミニウム合金の板材のプレス成形品である。
【００３５】
端部７１ｂ，７２ａ同士の結合構造を詳しく説明すると、次の（１）又は（２）の構造になる。
（１）第１分割体７１の後端部７１ｂに車幅方向へ貫通した丸孔７８を開け、第２分割体７２の前端部７２ａにドアビーム７０の長手方向へ長く車幅方向へ貫通した長孔７９を開け、丸孔７８と長孔７９とを貫通したボルト７４にて端部７１ｂ，７２ａ同士を締結する。
（２）第１分割体７１の後端部７１ｂにドアビーム７０の長手方向へ長く車幅方向へ貫通した長孔７９を開け、第２分割体７２の前端部７２ａに車幅方向へ貫通した丸孔７８を開け、丸孔７８と長孔７９とに貫通したボルト７４にて端部７１ｂ，７２ａ同士を締結する。
長孔７９の長さＬ１は、第１・第２分割体７１，７２の相対移動が可能な範囲を決定する。
【００３６】
図８（ａ）〜（ｃ）は本発明に係るドアビームの作用図であり、（ａ）はドア１０の模式的側面構造を示し、（ｂ）はドアビーム７０に衝突力Ｆｏが作用した瞬間の状態を示し、（ｃ）はドアビーム７０に衝突力Ｆｏが作用した直後の状態を示す。
【００３７】
（ａ）及び（ｂ）において、ドアビーム７０に、ビーム長手方向に一定以上の圧縮力が作用したときには、ボルト７４の締め付け力による端部７１ｂ，７２ａ同士の摩擦力を、圧縮力が上回る。この結果、第１・第２分割体７１，７２の相対移動が可能になる。
【００３８】
車体前方からヒンジ３２を介してドアビーム７０に衝突力Ｆｏが作用したときに、この衝突力Ｆｏは第１分割体７１から丸孔７８を介してボルト７４に伝わる。衝突力Ｆｏが端部７１ｂ，７２ａ同士の摩擦力を上回ると、（ｃ）に示すように第１分割体７１は第２分割体７２に対して後方へ移動する。但し、第１・第２分割体７１，７２の相対移動が可能な距離Ｌ２は長孔７９の長さＬ１に依存する。このようにして、衝突力エネルギーを吸収することができる。
【００３９】
なお、上記本発明の実施の形態において、自動車用ドア１０は、左のフロント側ドアに限定されるものではなく、例えば右のフロント側ドア、左のリヤ側ドア、右のリヤ側ドアであってもよい。
さらに自動車用ドア１０は、フルドア型式のドアに限定されるものではなく、例えば、ドアインナパネルの上部に別部材からなるサッシュ本体を接合したサッシュ付きドア又はサッシュレスドアであってもよい。
また、ドアインナパネル１１は、マグネシウム合金製品に限定されるものではなく、アルミニウム合金製品や鉄鋼製品であってもよい。また、ドアインナパネル１１は、鋳造品に限定されるものではなく、プレス成形により成形されるものであってもよい。
【００４０】
さらにまた、乗員保護用カバー５１は、ドアインナパネル１１より「じん性」が優れた材料からなるものであればよく、アルミニウム合金等の非鉄金属の他に鉄鋼、硬質ゴム、エンジニアリングプラスチックであってもよい。
また、ドアインナパネル１１に乗員保護用カバー５１を固定する構成は、乗員保護用カバー５１の材質を勘案して適宜選定すればよく、リベットの他に例えばボルトやスポット溶接であってもよい。
【００４１】
【発明の効果】
本発明は上記構成により次の効果を発揮する。
請求項１は、ドア枠内で前後に掛け渡した長尺部材が、長手方向に一定以上の圧縮力が作用したときに脆弱部が剪断にて破断し得る構造である。この脆弱部は、車体前後方向に延びる一対の部材間に車幅方向に延びる短い部材を介在させた段差形状であり、この段差部分が剪断する。このような構造であるため、車体前方からドアへ衝突力が作用したときに、この衝突力によって段差部分が剪断することになる。段差部分が剪断した結果、車体前後方向に延びている一対の部材が後方へ相対移動して、衝突エネルギーを吸収する。このように、前方からの衝突エネルギーをドアインナパネルでより速やかに且つより十分に吸収して、緩和することができる。
しかも、長尺部材において、脆弱部を設ける位置を適宜設定することにより、前方からドアへ衝突力が作用したときの剪断位置を明確にすることができる。このため、乗員保護性能が高まるように脆弱部の位置を設定すればよい。
このようなことから、車体前方からの衝突力に対するドアの乗員保護性能を高めることができる。
【００４２】
請求項２は、脆弱部が、長尺部材の前端部又は後端部に設けるとともに、長尺部材の長手中央部分を前端部又は後端部よりも反車室側に配置したことを特徴とする。ドア枠は比較的剛性が大きい。長尺部材のうち、高剛性であるドア枠から段差部分まで短い側の部分を車室側に配置した。このため、短い側の部分の剛性は長い側の部分よりも大きい。従って、段差部分が剪断したときに、車室側への影響を極力抑制することができる。
【００４３】
請求項３は、ドアインナパネルを鋳造品としたので、板材のプレス成形品とした場合に比べて、脆弱部における段差部分の形状や寸法の設定、すなわち車体前後方向に延びる一対の部材の形状や寸法の設定、車幅方向に延びる短い部材の形状や寸法の設定が容易であり、剪断部分をより精度良く設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る自動車用ドアの側面図
【図２】本発明に係るドアインナパネルの側面図
【図３】図２の３−３線断面図
【図４】図２の４−４線断面図
【図５】図２の５−５線断面図
【図６】本発明に係る第１・第２長尺部材並びに脆弱部の構成図兼作用図
【図７】図２の７−７線断面図
【図８】本発明に係るドアビームの作用図
【符号の説明】
１０…自動車用ドア、１１…ドアインナパネル、２０…ドア枠、２５，２６…第１・第２長尺部材、３１…車体、３２…ヒンジ、３５…ドアロック部、３６…ブラケット、４０…座席、４１…シートクッション、４２…シートバック、５１…乗員保護用カバー、５２，５４，５５…リベット、５３…ブラケット、６０…脆弱部、６１，６２…車体前後方向に延びる一対の部材（第１部材及び第２部材）、６３…車幅方向に延びる短い部材（剪断部）、７０…ドアビーム、７１…第１分割体、７１ｂ…第１分割体の後端部、７２…第２分割体、７２ａ…第２分割体の前端部、Ｉｎ…車室側、Ｌ２…所定距離、Ｏｕ…反車室側（外側）。

Claims (3)

  1. ドア枠とこのドア枠内で前後に掛け渡した長尺部材とからなるドアインナパネルを備えた自動車用ドアであって、前記長尺部材には、一定以上の圧縮力が作用したときに剪断にて破断する脆弱部を設け、この脆弱部は、車体前後方向に延びる一対の部材間に車幅方向に延びる短い部材を介在させた段差形状にしたことを特徴とする自動車用ドア。
  2. 前記脆弱部は、前記長尺部材の前端部又は後端部に設けるとともに、前記長尺部材の長手中央部分を前記前端部又は後端部よりも反車室側に配置したことを特徴とする請求項１記載の自動車用ドア。
  3. 前記ドアインナパネルは、鋳造品であることを特徴とする請求項１記載の自動車用ドア。
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