JP6798373B2

JP6798373B2 - 車両ドア構造

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Publication number: JP6798373B2
Application number: JP2017050223A
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Inventors: 辰徳安藤
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Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2017-03-15
Filing date: 2017-03-15
Publication date: 2020-12-09
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Description

本開示は、車両ドア構造に係り、特に、衝突に対するドアの剛性を確保するためのインパクトビームを含む車両ドア構造に関する。

車両のドアは、車室側のドアインナと車両外側のドアアウタパネルとが周縁部において一体化された袋構造のドア本体部と、ドア本体部の上部に取り付けられた窓枠部とを有している。衝突に対するドアの剛性を確保するために、ドア本体部の内部には、ドアの前後方向に渡ってインパクトビームが配置される。インパクトビームの前端部及び後端部にはインパクトビームエクステンションと呼ばれる結合部材が溶接され、インパクトビームエクステンションを介してドアインナに固定される。

特許文献１には、車両ドアのインパクトビーム支持構造として、インパクトビームの前端に、従来型のインパクトビームエクステンションと共に第２のエクステンションが溶接される構造が開示されている。第２のエクステンションは略Ｕ字状の折り曲げ形状を有し、その折曲げ縁はドアインナのヒンジ取付リテーナに重ね合わせて固定され、ヒンジを介してインパクトビームが受けた衝撃をピラーで受け止めることが述べられている。

特開平９−１７５１８０号公報

車両ドア構造において、車両が側面衝突を受けると、その荷重をインパクトビームが受けることに伴い、ドアインナとインパクトビームエクステンションとの結合点に応力集中が生じ、結合点の破断の可能性が生じ得る。そこで、車両が衝突を受けたときに、ドアインナとインパクトビームエクステンションとの結合点に対する応力集中を抑制できる車両ドア構造が要望される。

本開示に係る車両ドア構造は、車両前後方向に沿って配置された本体壁部、本体壁部から車両幅方向の外側に延び車両幅方向に沿ってピラーに対向して配置された第１対向壁部、及び、第１対向壁部から車両前後方向に沿ってピラーと対向して配置された第２対向壁部を有するドアインナと、ドアインナよりも車両幅方向の外側に配置され、車両前後方向に沿ってドアインナに対向すると共にドアインナと互いに周縁部が結合されたドアアウタパネルと、ドアインナとドアアウタパネルとの間に車両前後方向を長手方向として配置されたインパクトビームと、ドアインナの第２対向壁部に固定されたドアインナ側端部、及び、インパクトビームの長手方向の端部の角部との接触を避けるために車両幅方向の内側に張り出した凸部を有するビーム側の固定端部を含むインパクトビームエクステンションと、ドアインナの第１対向壁部に固定された曲り支持部、及び、曲り支持部からインパクトビーム側に延伸しインパクトビームエクステンションの凸部に対応する受止部を有し自然状態ではインパクトビームエクステンションと離間して配置された曲り自由端部を含む第１リインフォースメントと、を備える。

上記構成によれば、第１リインフォースメントにおいて、曲り自由端部は曲り支持部を固定端として曲ることができる。車両の側面衝突等でインパクトビーム及びインパクトビームエクステンションが荷重を受けたとき、インパクトビームエクステンションの凸部の移動を第１リインフォースメントの受止部が受けとめる。これにより、第１リインフォースメントの曲り自由端部は、曲り支持部を固定端として曲る。これにより、受けた荷重をインパクトビームエクステンションと第１リインフォースメントとで分散できるので、ドアインナとインパクトビームエクステンションとの結合点に対する応力集中を抑制できる。

本開示に係る車両ドア構造において、インパクトビームエクステンションのドアインナ側端部と共にドアインナの第２対向壁部に固定された第１端部、及び、第１リインフォースメントの曲り支持部と共にドアインナの第１対向壁部に固定された第２端部を有する第２リインフォースメントを備えることが好ましい。

上記構成によれば、第１リインフォースメントの受止機能を第２リインフォースメントによって強化できる。例えば、車両の前斜め側からの衝突により衝撃を受けた場合について、第１リインフォースメントが車両前後方向で後方側に逃げることを抑制できる。

本開示に係る車両ドア構造において、第１リインフォースメントは、曲り自由端部の先端部よりも、曲り支持部側の根元部の方が曲り易いことが好ましい。

上記構成によれば、第１リインフォースメントの曲り自由端部が荷重を受けたとき、曲り支持部を固定端として曲り自由端部が一体となって曲り、曲り自由端部の先端部のみが曲ることを防止する。これによってインパクトビームエクステンションの凸部を第１リインフォースメントの受止部によって確実に受け止めることができる。

本開示に係る車両ドア構造において、第１リインフォースメントの曲り支持部は、ドアインナの本体壁部からの離間距離が予め定めた余裕距離以内として第１対向壁部に固定されることが好ましい。

第１対向壁部における第１リインフォースメントの曲り支持部の位置がドアインナの本体壁部側に近い方が、曲り支持部を固定端として曲り自由端部が一体として曲がりやすい。上記構成によれば、ドアインナの本体壁部からの曲り支持部の離間距離を余裕距離以内とするので、例えば、余裕距離を可能な範囲で短く設定することで、曲り支持部を固定端として曲り自由端部が一体として曲り易くなる。これによって、インパクトビームエクステンションの凸部を第１リインフォースメントの受止部によって確実に受け止めることができる。

上記構成の車両ドア構造によれば、ドアインナとインパクトビームエクステンションとの結合点に対する応力集中を抑制でき、車両の衝突安全性がより高まる。

実施の形態の車両ドア構造が適用される車両を示す図である。図１の車両ドア構造について、ドアのドアインナからドアアウタパネルを外し、車両幅方向の外側から見た図である。図２（ａ）は、前方側のドアを示す図であり、（ｂ）は、後方側のドアを示す図である。図２（ａ）のＡ部の詳細図である。図３に示す箇所についての斜視図である。図３のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。車両の側面からの衝突による衝撃を受けたときのインパクトビーム、インパクトビームエクステンション、及び第１リインフォースメントの動作を示す図である。図５の構成の作用効果を従来技術と比較した流れ図である。第２リインフォースメントを用いる実施の形態について、図５に対応する断面図である。図８について、図６に対応する各要素の動作図である。第１リインフォースメントの曲り自由端部の曲り方を示す図である。図１０（ａ）は、先端部の部分が曲り易い曲り自由端部の曲り方の例を示す図である。（ｂ）〜（ｄ）は、（ａ）の改良法を示す図で、（ｂ）は先端部の曲り剛性を大きくする例を示す図であり、（ｃ）は、第１リインフォースメントの固定位置をドアインナの本体壁部に近づける例を示す図である。（ｄ）は、曲り支持部の固定位置の範囲を狭める例を示す図である。

以下に図面を用いて本開示に係る実施の形態につき詳細に説明する。以下において、車両幅方向の左側で、車両前後方向の前方側の車両ドアのインパクトビームに関して述べるが、これは説明のための例示である。他の車両ドアのインパクトビームに関しても同様に本開示の車両ドア構造が適用できる。また、インパクトビームにおいて車両前後方向の前方側に固定されるインパクトビームエクステンションに関して述べるが、これは説明のための例示である。インパクトビームにおいて車両前後方向の後方側に固定されるインパクトビームエクステンションに関しても同様に本開示の車両ドア構造が適用できる。

以下に述べる形状、材質等は、説明のための例示であって、車両ドア構造の仕様等により、適宜変更が可能である。また、以下では、全ての図面において同様の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。各図において、車両前後方向、車両幅方向、車両上下方向を適宜示す。車両前後方向についてＦＲと示す方向が車両前方側の方向で、反対方向が車両後方側の方向である。車両幅方向については、車両の右側、左側に関わらず、車室内側の方向をＩＮと示し、車両外側の方向をＯＵＴと示す。車両上下方向についてＵＰと示す方向が路面に対して上方側の方向であり、反対方向が路面側の方向である。

図１は、４ドア構成の車両１０の左側面図である。車両１０は、図示しないボデーに設けられる３つのピラー１２，１４，１６を有する。ピラー１２は、ボデー側面において前方側に立設される柱状部分で、Ａピラーまたはフロントピラーと呼ばれる。ピラー１４は、ボデー側面の中央側に立設される柱状部分で、Ｂピラーまたはセンターピラーと呼ばれる。ピラー１６は、ボデー側面の後方側に立設される柱状部分で、Ｃピラーまたはリアピラーと呼ばれる。

図１に示すドア２０，２１は、運転手および利用者が乗降するためのドア開口部を開閉する車両ドアである。前方側のドア２０はフロントサイドドアと呼ばれ、後方側のドア２１はリアサイドドアと呼ばれる。前方側のドア２０は、ピラー１２とピラー１４との間に設けられ、前方側側面が図示しないドアヒンジによってピラー１２に対し回転可能に支持され、後方側側面はドア２０の開閉に伴い、ピラー１４に対し開放状態または当接状態とされる。後方側のドア２１は、ピラー１４とピラー１６との間に設けられ、前方側側面が図示しないドアヒンジによってピラー１４に対し回転可能に支持され、後方側側面はドア２１の開閉に伴い、ピラー１６に対し開放状態または当接状態とされる。

ドア２０は、ドア本体部２２と、ドア本体部２２の上部に取り付けられた窓枠部２４とを有する。同様に、ドア２１は、ドア本体部２３と、ドア本体部２３の上部に取り付けられた窓枠部２５とを有する。

図２は、ドア２０，２１について車両ドア構造を示す図である。ここでは、ドア２０，２１のドア本体部２２，２３を、車室側の部分であるドアインナ２６，２７から、車両外側の部分であるドアアウタパネル２８，２９を外した状態を車両１０のＯＵＴ側から見た図を示す。図２（ａ）は、ドア２０の車両ドア構造であり、（ｂ）は、ドア２１の車両ドア構造である。それぞれにおいて、ドアインナ２６，２７は、内部構造が見えるが、ドアアウタパネル２８，２９は、車両１０に取り付けられた外観に近い。

ドア２０，２１の内部に設けられるインパクトビーム３０，３１は、ドア２０，２１を補強し、特に、車両１０が側面衝突されたときに受ける衝撃を受け止め、車室内の利用者の安全を図る剛体部材である。インパクトビーム３０，３１は、円筒状のパイプ材によって形成され、ドア本体部２２，２３の下部に車両前後方向を長手方向として配置される。

インパクトビームエクステンション４０，４２は、ドア２０のドアインナ２６にインパクトビーム３０を結合する結合部材である。インパクトビームエクステンション４１，４３は、ドア２１のドアインナ２７にインパクトビーム３１を結合する結合部材である。以下では、特に断らない限り、インパクトビームエクステンション４０，４１，４２，４３を、エクステンション４０，４１，４２，４３と呼ぶ。

ドア２０におけるインパクトビーム３０、エクステンション４０，４２の構造、作用効果と、ドア２１におけるインパクトビーム３１、エクステンション４１，４３の構造、作用効果はほぼ同じである。以下では、ドア２０におけるインパクトビーム３０、エクステンション４０，４２について述べる。

ドア２０において、エクステンション４０は、インパクトビーム３０の長手方向の一端部（前端部）をドアインナ２６の車両前後方向の前端部側に結合して固定する。エクステンション４２は、インパクトビーム３０の長手方向の他端部（後端部）をドアインナ２６の車両前後方向の後端部側に結合して固定する。車両１０が側面衝突を受けると、その荷重をインパクトビーム３０が受けることに伴い、インパクトビーム３０の両端部に溶接されたエクステンション４０，４１に応力集中が生じる。従来技術では、衝突安全性テスト等で予め定めた荷重に耐えるようにインパクトビーム３０、エクステンション４０，４１の機械的強度や結合強度が設定される。より大きな衝突荷重に対応するには、例えば、エクステンション４０，４１の機械的強度や結合強度を大きくすることが考えられるが、その場合、エクステンション４０，４１が大型化し、それらの質量が増加してコスト増となる。そこで、車両１０の限られた搭載空間の中で、側面衝突時のエクステンション４０，４１に生じる応力集中を抑制し、車両１０の衝突安全性を図る方策を以下に述べる。以下では、インパクトビーム３０の長手方向の前端部がエクステンション４０を介してドアインナ２６の前端部に結合される箇所を主にして、車両ドア構造を述べる。

車両１０が側面衝突を受けたときにエクステンション４０に生じ得る応力集中を抑制する部材として、図２に示すように、エクステンション４０のＩＮ側に第１リインフォースメント５０を設ける。「第１」と呼ぶのは、第１リインフォースメント５０をさらに補強する実施の形態において、第２リインフォースメント８０（図８参照）を用いるため、これと区別するためである。以下では、第１リインフォースメント５０、第２リインフォースメント８０を、特に断らない限り、第１Ｒ／Ｆ５０、第２Ｒ／Ｆ８０と呼ぶ。

最初に、第１Ｒ／Ｆ５０の構造と作用効果について図３から図７を用いて説明し、その後、第２Ｒ／Ｆ８０をさらに用いる場合について、図８、図９を用いて説明する。また、第１Ｒ／Ｆ５０の好ましい曲り方等について、図１０を用いて説明する。

図３は、図２（ａ）のＡ部の詳細図で、ドアインナ２６をＯＵＴ側からみた側面図である。図４は、図３に示す箇所についての斜視図である。これらの図に示すように、エクステンション４０は、板材を所定の形状に成形した部材である。エクステンション４０は、円筒状のインパクトビーム３０側に設けられるビーム側の固定端部４４と、ドアインナ２６に固定されるドアインナ側端部４６と、ビーム側の固定端部４４からドアインナ側端部４６に移る部分である傾斜部分４７とを有する。第１Ｒ／Ｆ５０は、図３では大部分がエクステンション４０に隠れて図示されないが、斜視図である図４では、エクステンション４０を受け止める曲りばね形状が一部図示される。

図５は、車両１０においてドア２０が閉じているときのドア本体部２２について、図３のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。ドアインナ２６とドアアウタパネル２８は、共に車両前後方向に沿って配置され、各々の上端部を除いた周縁部６０において、いずれか一方を角度で１８０度折り返すヘミング加工を用いて結合されて断面が袋構造のドア本体部２２となる。図５は、ドア本体部２２において、ピラー１２側であるＦＲ側の部分の袋構造についての断面図である。

ドアインナ２６は、車両幅方向のＩＮ側に張り出して車両前後方向に沿って延びる本体壁部６２と、本体壁部６２のＦＲ側の縁部から車両幅方向のＯＵＴ側に曲りながら車両前後方向のＦＲ側へ延出する延出部６４とを含む。なお、図５に示すように、本体壁部６２は、車両前後方向に平行であるが、実際には若干の段差を有する。

ドアインナ２６の延出部６４は、本体壁部６２のＦＲ側の縁部に接続されて車両幅方向のＯＵＴ側に曲り、車両幅方向に沿ってピラー１２に対向する壁面である第１対向壁部６６を有する。また、第１対向壁部６６のＯＵＴ側の縁部に接続されて車両前後方向のＦＲ側に曲り、車両前後方向に沿ってピラー１２に対向する壁面である第２対向壁部６８を有する。第２対向壁部６８のＦＲ側の縁部は、ドアアウタパネル２８のＦＲ側の縁部と互いに接続される周縁部６０である。

ドアアウタパネル２８は、ドア本体部２２において車両前後方向に沿って延び、ＯＵＴ側の壁面を構成する。ドアアウタパネル２８のＦＲ側の縁部は、ヘミング加工され、ドアインナ２６の第２対向壁部６８の先端部を包み込んで接続する周縁部６０である。接着材３２は、ドアアウタパネル２８のＩＮ側壁面に配置され、インパクトビーム３０の円筒形状の外周面をドアアウタパネル２８に固定する固定材である。

エクステンション４０は、ビーム側の固定端部４４と、ビーム側の固定端部４４からＦＲ側に延びつつＯＵＴ側に曲る傾斜部分４７と、傾斜部分４７からさらに車両前後方向に沿ってＦＲに側に延びるドアインナ側端部４６とを有する。

ビーム側の固定端部４４は、円筒状のインパクトビーム３０のＦＲ側の端部が挿入される部分で、インパクトビーム３０の外周面の内でＩＮ側のほぼ半円周の部分に接触する半筒部分である。ビーム側の固定端部４４は、インパクトビーム３０が半筒部分に挿入された状態で、車両前後方向に沿った接触端部を溶接箇所７０として、スポット溶接によってインパクトビーム３０と結合される。

傾斜部分４７は、車両幅方向についてＩＮ側にあるビーム側の固定端部４４からＯＵＴ側にあるドアインナ側端部４６に移る部分である。傾斜部分４７における凸部４８は、ビーム側の固定端部４４の溶接箇所７０のＦＲ側端部から傾斜部分４７に移る部分においてインパクトビーム３０のＩＮ側外周面からさらにＩＮ側に張り出す部分である。凸部４８は、エクステンション４０がインパクトビーム３０の長手方向のＦＲ端部の角部と接触することを防止する接触防止用の膨らみ部である。凸部４８は、車両１０が側面衝突されその衝撃でインパクトビーム３０がＩＮ側に移動したとき、インパクトビーム３０の長手方向のＦＲ端部の角部がエクステンション４０に当たるとその箇所に応力集中等を生じるので、その防止のために設けられる。

ドアインナ側端部４６は、傾斜部分４７のＦＲ側の端部から車両前後方向に延びる部分で、ドアインナ２６の第２対向壁部６８と重ね合わせられ、溶接箇所７２においてスポット溶接によってドアインナ２６に結合される。溶接箇所７２は、ドアインナ側端部４６の扇状部分の幅方向に沿って数箇所設けられる（図３、図４参照）。

第１Ｒ／Ｆ５０は、図４に関連して述べたように、エクステンション４０を受け止める曲りばね形状を有する部材である。第１Ｒ／Ｆ５０は、ドアインナ２６の本体壁部６２と第１対向壁部６６とに沿って延び、さらにインパクトビーム３０側に延びて、略Ｃ字形を形成する曲げ板部材である。第１Ｒ／Ｆ５０は、略Ｃ字形の膨らみ部に相当する位置を溶接箇所７４として、第１対向壁部６６に固定される。この固定位置が曲り支持部５２となり、曲り支持部５２からインパクトビーム３０側に延びる部分は固定部を有さない曲り自由端部５４である。曲り自由端部５４は、曲り支持部５２を固定端として曲ることができ、この部分が曲りばねとしての機能を有する。曲り支持部５２から第１対向壁部６６と本体壁部６２とに沿って延びる部分は取付部５６であり、溶接箇所７６において、ドアインナ２６の本体壁部６２に固定して取り付けられる。溶接箇所７４，７６は、溶接箇所７０，７２と同様に、スポット溶接による結合が行われた箇所である。

曲り自由端部５４に設けられる受止部５８は、エクステンション４０に対向し、凸部４８を受け止める位置に設けられる凹部である。受止部５８である凹部は、第１Ｒ／Ｆ５０において、ＯＵＴ側に張り出し、ＩＮ側に窪む部分である。受止部５８は、凹部でなくても、凸部４８を受け止め、あるいは引掛ける形状であればよく、例えば、凸部４８に対応した穴部でもよい。図５は、ドア本体部２２が車両幅方向の荷重を受けない通常状態を示す図であるので、曲り自由端部５４は自然状態にあり、受止部５８を含み、エクステンション４０と接触しないように離間して配置される。

受止部５８は、エクステンション４０がＩＮ側に移動する状態のときに、エクステンション４０において最もＩＮ側に張り出している凸部４８を、まず受け止める作用をする。車両１０が側面衝突を受けた場合について、インパクトビーム３０、エクステンション４０、第１Ｒ／Ｆ５０等の作用効果を、図６と図７を用いて説明する。

車両１０が側面衝突を受けると、ドア２０，２１がその衝撃を受ける。ドア２０について述べると、側面衝突の衝撃に対してインパクトビーム３０がＩＮ側に凸を成すように湾曲しながら反力を出し、ドア２０の変形を抑制し、車室内の利用者等を保護する。この一連の動きは、ごく短時間で発生し、終了する。図６は、図５に対応する図であるが、側面衝突による衝撃を受けて生じる一連の動きの終了時点の状態を示す図で、図７は、このごく短時間の一連の動きを時系列的に示す流れ図である。

図７において、車両１０に側面衝突が発生する（Ｓ１０）と、図６に白抜矢印で示す荷重Ｆが車両側面に掛り、ドア２０の最もＯＵＴ側にある要素であるドアアウタパネル２８が変形する（Ｓ１２）。図６において、荷重Ｆが掛る前の図５の状態を二点鎖線で示す。荷重Ｆを受けると、ドアアウタパネル２８が二点鎖線の状態からＩＮ側に変形する。そして、接着材３２によってドアアウタパネル２８の内壁面に固定されているインパクトビーム３０が、長手方向の両端に結合されているエクステンション４０，４２を支点としてＩＮ側に凸を成すように湾曲しながらＩＮ側へ変位する（Ｓ１４）。図６の例では、側面衝突による荷重Ｆを受ける位置をインパクトビーム３０のＦＲ端寄りとしたが、これは例示であって、車両前後方向に沿ってこれ以外の位置で車両幅方向に向かう荷重Ｆを受ける場合であればよい。図６に示すように、インパクトビーム３０のＦＲ側の端部がＩＮ側に侵入する動きは、エクステンション４０のビーム側の固定端部４４に白抜矢印で示す荷重Ｆ’を与える。ビーム側の固定端部４４に印加される荷重Ｆ’によって、エクステンション４０がＩＮ側に侵入する（Ｓ１６）。

ここまでの動きは、第１Ｒ／Ｆ５０を備えない従来技術のドア構造でも同じである。図５のドア構造の作用効果と比較のため、図７には、第１Ｒ／Ｆ５０を備えない従来技術のＳ１６以後の経過を二点鎖線の流れで示す。従来技術では、エクステンション４０のビーム側の固定端部４４に白抜矢印で示す荷重Ｆ’が印加されると、エクステンション４０とドアインナ２６の第２対向壁部６８とが結合された溶接箇所７２に応力集中が生じエクステンション４０が変形する（Ｓ１７）。換言すると、荷重Ｆ’がエクステンション４０の機械的強度を越えると、インパクトビーム３０の侵入をエクステンション４０によって支えきれなくなり、インパクトビーム３０の支持反力が低下する（Ｓ１９）。インパクトビーム３０の支持反力とは、エクステンション４０が荷重Ｆ’を支えるときに、インパクトビーム３０自体が有している機械的強度によって荷重Ｆを支持する反力である。このように、従来技術においては、側面衝突によって受ける荷重Ｆが従来技術で想定していたよりも大きいとエクステンション４０が荷重Ｆ’を支え切れず、インパクトビーム３０が所定反力を出せない（Ｓ２１）。

図５のドア構造におけるＳ１６以後の経過を図７において実線の流れで示す。図５のドア構造では、第１Ｒ／Ｆ５０が設けられるので、Ｓ１６でエクステンション４０がＩＮ側に侵入すると、エクステンション４０と第１Ｒ／Ｆ５０が接触する（Ｓ１８）。図６では、エクステンション４０の凸部４８を第１Ｒ／Ｆ５０の受止部５８が受け止めるように、エクステンション４０と第１Ｒ／Ｆ５０とが接触することが示される。これによって、インパクトビーム３０のＦＲ側の端部側から印加される荷重Ｆ‘が、エクステンション４０と第１Ｒ／Ｆ５０の２つに分散される。したがって、エクステンション４０が負担する荷重はＦ’よりも小さくなり、その小さくなった分に対応する荷重は、第１Ｒ／Ｆ５０がインパクトビーム３０を支持する（Ｓ２０）。具体的には、第１Ｒ／Ｆ５０は曲り支持部５２を固定端として、曲り自由端部５４がＩＮ側に曲り、曲りばねの復元力で、インパクトビーム３０のＦＲ側の端部からの荷重を支える。つまり、Ｆ’をエクステンション４０と第１Ｒ／Ｆ５０とで分散して支えるので、従来技術に比べて大きなＦ‘まで、インパクトビームが所定反力を出せる（Ｓ２２）。これによって、図５の構成では、エクステンション４０とドアインナ２６の第２対向壁部６８とが結合された溶接箇所７２に対する応力集中を抑制でき、車両１０の衝突安全性がより高まる。

図６では、車両１０が側面衝突を受けた場合であるが、車両１０が前斜め側からの衝突を受けると、エクステンション４０のビーム側の固定端部４４が荷重を受ける他に、第１Ｒ／Ｆ５０と第１対向壁部６６とを結合する溶接箇所７４が前斜め側の荷重を受ける。これにより、第１Ｒ／Ｆ５０が車両前後方向で後方側に逃げることが生じると、第１Ｒ／Ｆ５０の荷重を分散して受け止める分散受止機能が十分に働かない恐れがある。図８、図９は、車両１０が前斜め側からの衝突を受ける場合でも、第１Ｒ／Ｆ５０の荷重を分散して受け止める分散受止機能を確保できるドア構造とその作用を示す図である。

図８は、図５に対応する図で、第１Ｒ／Ｆ５０の分散受止機能を強化する第２Ｒ／Ｆ８０を設けるドア本体部２２の構造を示す図である。第２Ｒ／Ｆ８０は、エクステンション４０のドアインナ側端部４６と共にドアインナ２６の第２対向壁部６８に固定される第１端部８２と、第１Ｒ／Ｆ５０の曲り支持部５２と共にドアインナ２６の第１対向壁部６６に固定される第２端部８４とを有する。第２端部８４から第１対向壁部６６と本体壁部６２に沿って延びる部分は、第２Ｒ／Ｆ８０がドアインナ２６の本体壁部６２に取り付けられる取付部８６である。

溶接箇所７３は、図５の溶接箇所７２に対応するが、ここでは、ドアインナ２６の第２対向壁部６８と、第２Ｒ／Ｆ８０の第１端部８２と、エクステンション４０のドアインナ側端部４６とがこの順に積層された三枚重ねにおける溶接点である。同様に、溶接箇所７５は、図２の溶接箇所７４に対応するが、ドアインナ２６の第１対向壁部６６と、第２Ｒ／Ｆ８０の第２端部８４と、第１Ｒ／Ｆ５０の曲り支持部５２とがこの順に積層された三枚重ねにおける溶接点である。また、溶接箇所７７は、図２の溶接箇所７６に対応するが、ドアインナ２６の本体壁部６２と、第２Ｒ／Ｆ８０の取付部８６と、第１Ｒ／Ｆ５０の取付部５６とがこの順に積層された三枚重ねにおける溶接点である。

図９は、図６に対応する図で、車両１０が前斜め側の衝突による衝撃を受けて生じる一連の動きの終了時点の状態を示す図である。車両１０が前斜め側の衝突による衝撃を受けたときにドア本体部２２が受ける荷重Ｇを白抜矢印で示す。この荷重Ｇによってエクステンション４０のビーム側の固定端部４４に白抜矢印で示す荷重Ｇ’が印加されると共に、溶接箇所７５に白抜矢印で示す荷重Ｇ’が印加される。溶接箇所７５において白抜矢印の方向に荷重Ｇ’が印加されると、第１Ｒ／Ｆ５０の曲り支持部５２が白抜矢印の方向に沿って車両前後方向の後方側に移動する逃げが生じ得る。

図９においては、溶接箇所７３で第１端部８２が結合された第２Ｒ／Ｆ８０がドアインナ２６の内壁面に沿って延びて設けられ、溶接箇所７５において、ドアインナ２６の第１対向壁部６６と共に第１Ｒ／Ｆ５０の曲り支持部５２が結合される。溶接箇所７５の三枚重ね溶接の結合強度は、図５の溶接箇所７４の二枚重ね溶接の結合強度よりも強いので、白抜矢印の方向に荷重Ｇ’が掛かっても、第１Ｒ／Ｆ５０の曲り支持部５２をしっかり保持できる。これによって、車両１０が前斜め側の衝突による衝撃を受けたときでも、第１Ｒ／Ｆ５０において白抜矢印の方向に沿って車両前後方向の後方側に移動する逃げが生じず、第１Ｒ／Ｆ５０の分散受止機能が十分働く。

上記のように、第１Ｒ／Ｆ５０は、取付部５６においてドアインナ２６に取り付けられ、曲り支持部５２を支点とし、曲り自由端部５４を自由端とする曲り片持ち梁である。直線状に延びる片持ち梁よりも曲り片持ち梁の方が自由端の先端に掛かる荷重を吸収する能力が高い。また、受止部５８を設けることで、曲り自由端部５４が先端のみでなく、受止部５８を中心とした広い面積で荷重を受け止めることができる。第１Ｒ／Ｆ５０が効率的に荷重を受け止めるには、曲り片持ち梁の自由端である曲り自由端部５４の曲り方が重要である。

図１０は、第１Ｒ／Ｆ５０の曲り方を示す図である。これらの図で、第１Ｒ／Ｆ５０が固定される壁面を斜線で示す。第１Ｒ／Ｆ５０が固定される壁面は、図５、図６の場合、ドアインナ２６の壁面であり、図８、図９の場合は、ドアインナ２６と第２Ｒ／Ｆ８０の壁面である。また、これらの図で、第１Ｒ／Ｆ５０の曲り自由端部５４に対して掛かる荷重を白抜矢印で示す。第１Ｒ／Ｆ５０の曲り自由端部５４に対して掛かる荷重は図５、図６の場合、Ｆ’であり、図８、図９の場合は、Ｇ’である。また、曲り自由端部５４の変位方向を矢印で示す。

図１０（ａ）は、曲り自由端部５４の先端部の部分のみが曲り易い曲り方の例を示す図である。この例では、先端部は、荷重Ｆ’（Ｇ’）を受けたとき、曲り支持部５２を支点として曲るのでなく、曲り自由端部５４のごく先端部で曲る。この曲り方は、例えば、曲り自由端部５４において、曲り支持部５２に近い根元部の曲げ剛性に比較して先端部の曲げ剛性が小さい場合に生じる。図１０（ａ）の曲り方では、曲り片持ち梁の特性を生かし切れないので、荷重Ｆ’（Ｇ’）をエクステンション４０との間で分散できず、エクステンション４０にほとんどの荷重Ｆ’（Ｇ’）が掛かる。図１０（ａ）の曲り方では、ドア本体部２２が受ける荷重Ｆ（Ｇ）が過大のときに、インパクトビーム３０がＩＮ側に抜けることが生じ得る。

図１０（ｂ）から（ｄ）は、曲り片持ち梁の特性を生かした曲り方をする第１Ｒ／Ｆ５０の構造の例である。これらは、曲り自由端部５４の先端部よりも、曲り支持部５２側の根元部の方が曲り易い構造の例である。

図１０（ｂ）は、曲り自由端部５５の先端部の板厚を根元部の板厚に比較して厚くする例である。これにより、先端部の曲り剛性が根元部の曲り剛性に比較して大きくできるので、曲り自由端部５５のごく先端部のみで曲ってしまうことを防ぎ、曲り支持部５２を支点として曲り自由端部５５の全体が一体として曲り易くなる。曲り支持部５２を支点として曲り自由端部５５の全体が一体として曲ることで、荷重Ｆ’（Ｇ’）をエクステンション４０と第１Ｒ／Ｆ５０とで分散できる。

図１０（ｃ）は、第１Ｒ／Ｆ５０の曲り固定位置である曲り支持部５２を、ドアインナ２６の本体壁部６２にできるだけ近づける例を示す図である。図１０に、曲り支持部５２のドアインナ２６の本体壁部６２からの離間距離Ｄを示す。「ドアインナ２６の本体壁部６２にできるだけ近づける」とは、離間距離Ｄが、予め定めた余裕距離Ｄ₀以内で第１対向壁部６６に固定されることである。余裕距離Ｄ₀は、溶接作業ができる許容範囲等で定めることができる。例えば、溶接装置の仕様により定まる余裕距離Ｄ₀が、１０ｍｍであれば、図５、図６の場合、本体壁部６２の内壁面から測ってＯＵＴ側に１０ｍｍ以下となる第１対向壁部６６の位置を溶接箇所７４とする。図８、図９の場合は、本体壁部６２に重ねられる第２Ｒ／Ｆ８０の内壁面から測ってＯＵＴ側に１０ｍｍ以下となる第１対向壁部６６の位置を溶接箇所７５とする。余裕距離Ｄ₀の数値は説明のための一例であり、ドア本体部２２の形状、溶接装置の仕様等により適宜変更される。

第１Ｒ／Ｆ５０の曲り支持部５２を、ドアインナ２６の本体壁部６２からの離間距離Ｄが予め定めた余裕距離Ｄ₀以内として第１対向壁部６６に固定することで、曲り支持部５２を支点とする曲り自由端部５４の曲りスイング量を大きく取れる。これによって、曲り支持部５２を支点として曲り自由端部５４の全体が一体として曲り易くなり、荷重Ｆ’（Ｇ’）をエクステンション４０との間で分散できる。

図１０（ｄ）は、第１Ｒ／Ｆ５０の曲り支持部５２の固定位置の範囲を狭める例である。ここでは、曲り支持部５２の箇所に局部的な張出部５３を設ける。溶接箇所７４（７５）は、この張出部５３とする。これによって、張出部５３で限定された狭い範囲を支点として曲り自由端部５４の全体が一体として曲ることで、荷重Ｆ’（Ｇ’）をエクステンション４０との間で分散できる。張出部５３は、曲り支持部５２側に設ける代わりに、ドアインナ２６、第２Ｒ／Ｆ８０側に設けてもよい。

本実施の形態の車両ドア構造は、ドアインナ２６とドアアウタパネル２８とを備える。ドアインナ２６は、車両前後方向に沿って配置された本体壁部６２を有する。さらに、本体壁部６２から車両幅方向の外側に延び車両幅方向に沿ってピラー１２に対向して配置された第１対向壁部６６、及び、第１対向壁部６６から車両前後方向に沿ってピラー１２に対向して配置された第２対向壁部６８を有する。ドアアウタパネル２８は、ドアインナよりも車両幅方向の外側に配置され、車両前後方向に沿ってドアインナに対向すると共にドアインナと互いに周縁部６０が結合される。車両ドア構造は、ドアインナ２６とドアアウタパネル２８との間に車両前後方向を長手方向として配置されたインパクトビーム３０を備える。また、車両ドア構造は、ドアインナ２６の第２対向壁部６８に固定されたドアインナ側端部４６と、ビーム側の固定端部４４とを含むインパクトビームエクステンション４０を備える。ここで、ドアインナ側端部４６は、インパクトビーム３０の長手方向の端部の角部との接触を避けるために車両幅方向の内側に張り出した凸部４８を有する。さらに、車両ドア構造は、第１リインフォースメント５０を備える。第１リインフォースメント５０は、ドアインナ２６の第１対向壁部６６に固定された曲り支持部５２と、自然状態ではインパクトビームエクステンション４０と離間して配置された曲り自由端部５４とを含む。曲り自由端部５４は、曲り支持部５２からインパクトビーム３０側に延伸しインパクトビームエクステンション４０の凸部４８に対応する受止部５８を有する。

上記構成によれば、第１Ｒ／Ｆ５０において、曲り自由端部５４は曲り支持部５２を固定端として曲ることができる。車両の側面衝突等でインパクトビーム３０とエクステンション４０が荷重Ｆ’を受けたとき、エクステンション４０の凸部４８の移動を第１Ｒ／Ｆ５０の受止部５８が受け止める。これにより、第１Ｒ／Ｆ５０の曲り自由端部５４は、曲り支持部５２を固定端として曲る。このようにして、受けた荷重Ｆ’をエクステンション４０と第１Ｒ／Ｆ５０とで分散でき、エクステンション４０とドアインナ２６の第２対向壁部６８とが結合された溶接箇所７２における応力集中を抑制でき、車両１０の衝突安全性がより高まる。

１０車両、１２，１４，１６ピラー、２０，２１ドア、２２，２３ドア本体部、２４，２５窓枠部、２６，２７ドアインナ、２８，２９ドアアウタパネル、３０，３１インパクトビーム、３２接着材、４０，４１，４２，４３（インパクトビーム）エクステンション、４４ビーム側の固定端部、４６ドアインナ側端部、４７傾斜部分、４８凸部、５０第１リインフォースメント（第１Ｒ／Ｆ）、５２曲り支持部、５３張出部、５４，５５曲り自由端部、５６，８６取付部、５８受止部、６０周縁部、６２本体壁部、６４延出部、６６第１対向壁部、６８第２対向壁部、７０，７２，７３，７４，７５，７６，７７溶接箇所、８０第２リインフォースメント（第２Ｒ／Ｆ）、８２第１端部、８４第２端部。

Claims

車両前後方向に沿って配置された本体壁部、前記本体壁部から車両幅方向の外側に延び車両幅方向に沿ってピラーに対向して配置された第１対向壁部、及び、前記第１対向壁部から車両前後方向に沿って前記ピラーと対向して配置された第２対向壁部を有するドアインナと、
前記ドアインナよりも車両幅方向の外側に配置され、車両前後方向に沿って前記ドアインナに対向すると共に前記ドアインナと互いに周縁部が結合されたドアアウタパネルと、
前記ドアインナと前記ドアアウタパネルとの間に車両前後方向を長手方向として配置されたインパクトビームと、
前記ドアインナの前記第２対向壁部に固定されたドアインナ側端部、及び、前記インパクトビームの長手方向の端部の角部との接触を避けるために車両幅方向の内側に張り出した凸部を有するビーム側の固定端部を含むインパクトビームエクステンションと、
前記ドアインナの前記第１対向壁部に固定された曲り支持部、及び、前記曲り支持部からインパクトビーム側に延伸し前記インパクトビームエクステンションの前記凸部に対応する受止部を有し自然状態では前記インパクトビームエクステンションと離間して配置された曲り自由端部を含む第１リインフォースメントと、
を備える、車両ドア構造。
前記インパクトビームエクステンションのドアインナ側端部と共に前記ドアインナの前記第２対向壁部に固定された第１端部、及び、前記第１リインフォースメントの前記曲り支持部と共に前記ドアインナの前記第１対向壁部に固定された第２端部を有する第２リインフォースメントを備える、請求項１に記載の車両ドア構造。
前記第１リインフォースメントは、前記曲り自由端部の先端部よりも、前記曲り支持部側の根元部の方が曲り易い、請求項１または請求項２に記載の車両ドア構造。
前記第１リインフォースメントの前記曲り支持部は、前記ドアインナの前記本体壁部からの離間距離が予め定めた余裕距離以内として前記第１対向壁部に固定された、請求項１から３のいずれか１項に記載の車両ドア構造。