WO2020149296A1 - 自動車ドア - Google Patents

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WO2020149296A1
WO2020149296A1 PCT/JP2020/001057 JP2020001057W WO2020149296A1 WO 2020149296 A1 WO2020149296 A1 WO 2020149296A1 JP 2020001057 W JP2020001057 W JP 2020001057W WO 2020149296 A1 WO2020149296 A1 WO 2020149296A1
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WO
WIPO (PCT)
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absorbing member
shock absorbing
vehicle
door
shock
Prior art date
Application number
PCT/JP2020/001057
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
鈴木　利哉
嘉明 中澤
Original Assignee
日本製鉄株式会社
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Filing date
Publication date
Application filed by 日本製鉄株式会社 filed Critical 日本製鉄株式会社
Priority to EP20741131.5A priority Critical patent/EP3912839B1/en
Priority to US17/422,392 priority patent/US11673455B2/en
Priority to JP2020566426A priority patent/JP7215498B2/ja
Priority to CN202080008977.1A priority patent/CN113302070B/zh
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60J—WINDOWS, WINDSCREENS, NON-FIXED ROOFS, DOORS, OR SIMILAR DEVICES FOR VEHICLES; REMOVABLE EXTERNAL PROTECTIVE COVERINGS SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLES
    • B60J5/00—Doors
    • B60J5/04—Doors arranged at the vehicle sides
    • B60J5/042—Reinforcement elements
    • B60J5/0422—Elongated type elements, e.g. beams, cables, belts or wires
    • B60J5/0438—Elongated type elements, e.g. beams, cables, belts or wires characterised by the type of elongated elements
    • B60J5/0441—Elongated type elements, e.g. beams, cables, belts or wires characterised by the type of elongated elements the elements having a grid-like structure, i.e. interconnected or interwoven elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60J—WINDOWS, WINDSCREENS, NON-FIXED ROOFS, DOORS, OR SIMILAR DEVICES FOR VEHICLES; REMOVABLE EXTERNAL PROTECTIVE COVERINGS SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLES
    • B60J5/00—Doors
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    • B60J5/0422—Elongated type elements, e.g. beams, cables, belts or wires
    • B60J5/0438—Elongated type elements, e.g. beams, cables, belts or wires characterised by the type of elongated elements
    • B60J5/0443—Beams
    • B60J5/0444—Beams characterised by a special cross section
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R21/00—Arrangements or fittings on vehicles for protecting or preventing injuries to occupants or pedestrians in case of accidents or other traffic risks
    • B60R2021/0002—Type of accident
    • B60R2021/0006—Lateral collision
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R21/00—Arrangements or fittings on vehicles for protecting or preventing injuries to occupants or pedestrians in case of accidents or other traffic risks
    • B60R21/02—Occupant safety arrangements or fittings, e.g. crash pads
    • B60R21/04—Padded linings for the vehicle interior ; Energy absorbing structures associated with padded or non-padded linings
    • B60R2021/0414—Padded linings for the vehicle interior ; Energy absorbing structures associated with padded or non-padded linings using energy absorbing ribs

Definitions

  • the present invention relates to automobile doors.
  • the present application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2019-004037 filed in Japan on January 15, 2019, the contents of which are incorporated herein by reference.
  • 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 an exterior material, a first impact absorbing member, and a second impact absorbing member, and the first impact absorbing member is in a vehicle height direction.
  • the first shock absorbing member is arranged so as to extend across both end regions so as to traverse the exterior material, the first shock absorbing member is arranged closer to the passenger compartment than the second shock absorbing member, and the second shock absorbing member is
  • the second impact absorbing member is disposed adjacent to the inner surface of the exterior member so as to extend across both end regions in the vehicle length direction, and the second impact absorbing member is disposed adjacent to the inner surface of the exterior member.
  • the member and the second impact absorbing member there is an intersection between the member and the second impact absorbing member, and the first impact absorbing member is present in a region excluding both end regions in the vehicle height direction, both end regions in the vehicle length direction, and the intersection.
  • the bending rigidity in the vehicle width direction of the cross section perpendicular to the extending direction is greater than the bending rigidity of the cross section perpendicular to the extending direction of the second impact absorbing member in the vehicle width direction.
  • the width in the vehicle width direction may be greater than or equal to the width in the vehicle length direction in a cross section perpendicular to the extending direction of the first impact absorbing member. ..
  • the width in the vehicle width direction is greater than or equal to the width in the vehicle height direction in a cross section perpendicular to the extending direction of the second impact absorbing member. It may be.
  • the first impact absorbing member and/or the second impact absorbing member may be in the vehicle width direction. May be reduced in thickness.
  • 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. It may be greater than the bending rigidity in the vehicle width direction of the cross section perpendicular to the extending direction of the member.
  • the first impact absorbing member and/or the second impact absorbing member may be joined to the exterior material. .. (7) In the automobile door according to any one of (1) to (6) above, the first shock absorbing member and the second shock absorbing member may be joined. (8) In the automobile door described in any one of (1) to (7) above, a plurality of the first shock absorbing members and/or the second shock absorbing members may be provided.
  • FIG. 7 is a schematic diagram showing a structure of a door according to Comparative Example 1.
  • FIG. 9 is a schematic diagram showing a structure of a door according to Comparative Example 2.
  • 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.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing a cross section taken along the alternate long and short dash line I-I′ shown in FIG. 2 when the door 600 is closed with respect to the body 500. 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 two regions up to 20% inward from both ends (upper and lower 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 two regions of 10% inward from both end portions (front and rear 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.
  • 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.
  • 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.
  • the first shock absorbing member 122 extends near the lower end of the door 600.
  • the door inner panel 200 also extends to the vicinity of the lower end of the door 600.
  • the first impact absorbing member 122 is interposed between the exterior panel 100 and the side sill 520 at a portion where the lower end 610 of the door 600 and the side sill 520 are adjacent to each other.
  • all of the four first shock absorbing members 122 shown in FIG. 2 extend to the vicinity of the lower end of the door 600, so that the lower end portion 610 of the door 600 and the side sill 520 are adjacent to each other. That is, the four first shock absorbing members 122 are interposed between the exterior panel 100 and the side sill 520.
  • the first impact absorbing member 122 extending in the vehicle height direction, the door inner panel 200, and the side sill 520 are arranged in this order on the same line in the vehicle width direction (straight line L shown in FIG. 3). Are arranged.
  • the impact absorption performance when the side surface of the automobile 1000 collides with another structure can be significantly improved.
  • the first shock absorbing member 122 When the side surface of the automobile 1000 collides with another structure and the door 600 is deformed, the first shock absorbing member 122 first receives the load and transmits the load to the side sill 520. That is, the side sill 520 can support the first shock absorbing member 122 and receive the load. In other words, the first impact absorbing member 122 and the side sill 520 can prevent the door 600 including the first impact absorbing member 122 from entering the vehicle compartment side.
  • the cross section of the first shock absorbing member 122 is annular or rectangular as shown in FIG. 5 on the same line as described above. This is because if the first shock absorbing member 122 is a flat plate, it may break without transmitting a load.
  • the load (impact energy) due to impact is absorbed as follows. First, a collision load is applied to the impact absorbing member 120 at the center of the door 600 in the vehicle height direction (step 1). Next, at the lower portion of the door 600 in the vehicle height direction, the end portion of the first impact absorbing member 122 is deformed or moved to the vehicle width direction passenger compartment side together with the door inner panel 200 (step 2). Then, the first impact absorbing member 122 approaches the vehicle outer side of the side sill 520 in the vehicle width direction with the door inner panel 200 interposed therebetween, and the first impact absorbing member 122 is supported by the side sill 520, and the first impact absorbing member 122 is supported. 122 deforms and absorbs impact energy (step 3).
  • step 3 does not occur. Further, if the cross section of the first shock absorbing member 122 is not annular or rectangular on the same line, the effect of step 3 cannot be sufficiently exhibited if it is a flat plate shape, for example. This is because the first shock absorbing member 122 is bent at a weak portion (a flat plate portion).
  • a side panel is generally interposed between the door inner panel 200 and the side sill 520. However, since the side panel has a small contribution to impact absorption, the description of the side panel is omitted in the above description.
  • FIG. 6 is a perspective view showing in detail an example of the intersection of the first shock absorbing member 122 and the second shock absorbing member 124.
  • FIG. 6 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). At the intersecting portion, 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 and 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.
  • 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, the load is transmitted from the intersection shown in FIG. 6 to the plurality of first impact absorbing members 122.
  • the plurality of first impact absorbing members 122 are arranged in the vehicle height direction and overlap the side sill 520 at the lower end portion 610 of the door 600, the load is distributed to the side sill 520.
  • the side sill 520 is a part of the body 500 that is a skeletal member of the automobile 1000, and has extremely high strength. Thereby, the load due to the collision can be received by the body 500, and the load is dispersed in the body 500, so that the shock can be more surely absorbed.
  • first shock absorbing members 122 there is not enough space inside the door 600 at a position adjacent to the side sill 520, and particularly the space in the vehicle width direction is very limited. Therefore, it is difficult to make the first shock absorbing member 122 thick. Therefore, when only one first shock absorbing member 122 is provided in this limited space, the load cannot be sufficiently absorbed.
  • the side sill 520 may be damaged. If the side sill 520 is damaged, the door 600 may enter the passenger compartment side. In order to prevent the damage of the side sill 520, it is possible to further strengthen the side sill 520. However, since the side sill 520 is a part of the body 500 that is a skeletal member of the automobile 1000, there is a concern that the weight of the automobile 1000 will increase with the strengthening.
  • first shock absorbing members 122 it is preferable to dispose a plurality of first shock absorbing members 122 and distribute the load to transmit the load to the side sill 520.
  • damage to the side sill 520 can be suppressed without applying special reinforcement to the side sill 520. Therefore, it is possible to more reliably prevent the situation where the door 600 enters the passenger compartment.
  • the two or more first shock absorbing members 122 may be provided for one exterior panel 100 or one door inner panel 200, and three or more, or four or more may be provided. For example, when a collision with a structure such as an electric pole is assumed, three or more first shock absorbing members 122 are provided in order to reliably receive the load regardless of which part of the door 600 in the vehicle length direction collides.
  • the number of the first shock absorbing members 122 is preferably 6 or less in order to prevent an increase in weight due to excessive installation of the first shock absorbing members 122. More preferably, four or five first impact absorbing members 122 are provided.
  • Two or more second impact absorbing members 124 may be provided for one exterior panel 100 or one door inner panel 200, and three or more, or four or more may be provided.
  • the number of the second impact absorbing member 124 is two or more.
  • the number of second shock absorbing members 124 is preferably 5 or less. More preferably, the number of the second impact absorbing members 124 is three or four.
  • the length of one side of the region divided by the shock absorbing member 122 and the second shock absorbing member 124 is preferably 300 mm or less, and more preferably 200 mm or less.
  • the collision load is distributed to the plurality of first impact absorbing members 122 extending in the vehicle height direction and transmitted to the side sill 520. Therefore, since the load is distributed and distributed in the vehicle length direction of the side sill 520, the load is not locally applied only to a partial region of the side sill 520. Therefore, it is not necessary to reinforce the side sill 520, and the impact can be effectively absorbed by the structure of the ordinary body 500.
  • 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 bending rigidity (longitudinal elastic modulus ⁇ second moment of area) about the axis in the vehicle length direction is defined by the transverse width of the second impact absorbing member 124 extending in the vehicle length direction (axis in the vehicle height direction). Greater than bending stiffness (around).
  • 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.
  • 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. Further, 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.
  • FIGS. 7 to 9 show a state in which the door 600 is viewed from the outside of the automobile 1000 as in FIG. 2, and the exterior panel 100 is not shown. Further, the drawings shown in the lower part of FIGS. 7 to 9 are schematic views showing the area A1 of the door 600 in an enlarged manner.
  • FIG. 7 is a schematic diagram showing the structure of the door 600 according to this embodiment.
  • the structure shown in FIG. 7 corresponds to the structure shown in FIG.
  • the first impact absorbing member 122 having a long side H of 16 mm and a short side D of 10 mm shown in FIG. 5 is used.
  • the second impact absorbing member 124 having a long side H of 8 mm and a short side D of 8 mm is used.
  • the bending rigidity of the transverse section of the first impact absorbing member 122 of the present embodiment in the vehicle width direction is relatively greater than the bending rigidity of the transverse section of the second impact absorbing member 124 of the present embodiment in the vehicle width direction. Large.
  • FIG. 8 is a schematic diagram showing the structure of the door 600 according to Comparative Example 1.
  • the first impact absorbing member 122 having a long side H of 8 mm and a short side D of 8 mm shown in FIG. 5 is used.
  • the second impact absorbing member 124 having a long side H of 8 mm and a short side D of 8 mm is used.
  • the bending rigidity of the transverse section of the first impact absorbing member 122 of Comparative Example 1 in the vehicle width direction is equal to the bending rigidity of the transverse section of the second impact absorbing member 124 of Comparative Example 1 in the vehicle width direction.
  • the bending rigidity in the vehicle width direction of the transverse cross sections of the first shock absorbing member 122 and the second shock absorbing member 124 of Comparative Example 1 is the same as that of the second shock absorbing member 124 of the present embodiment shown in FIG. It is equal to the bending rigidity of the surface in the vehicle width direction, and is relatively smaller than the bending rigidity of the cross section of the first impact absorbing member 122 of the present embodiment in the vehicle width direction.
  • FIG. 9 is a schematic diagram showing the structure of the door 600 according to Comparative Example 2.
  • the first impact absorbing member 122 having a long side H of 16 mm and a short side D of 10 mm shown in FIG. 5 is used.
  • the second impact absorbing member 124 has a long side H of 16 mm and a short side D of 10 mm.
  • the bending rigidity of the transverse section of the first impact absorbing member 122 of Comparative Example 2 in the vehicle width direction is equal to the bending rigidity of the transverse section of the second impact absorbing member 124 of Comparative Example 2 in the vehicle width direction.
  • the bending rigidity in the vehicle width direction of the transverse cross sections of the first shock absorbing member 122 and the second shock absorbing member 124 of Comparative Example 2 is the same as that of the first shock absorbing member 122 of the present embodiment shown in FIG. It is equal to the bending rigidity of the surface in the vehicle width direction, and is relatively larger than the bending rigidity of the cross section of the second impact absorbing member 124 of the present embodiment in the vehicle width direction.
  • FIG. 10 shows the configuration of the embodiment of the present invention shown in FIG. 7 and the configurations of Comparative Examples 1 and 2 shown in FIGS. 8 and 9 in the vehicle height direction in which the center of the exterior panel 100 of the door 600 has a radius of 300 mm.
  • FIG. 6 is a characteristic diagram obtained by simulation, assuming a case where a cylinder-shaped indenter having an axis as an axis is pressed, the relationship between the stroke of the indenter and the load that the indenter receives from the door 600.
  • the first impact absorbing member 122 and the second impact absorbing member 124 are bent in the bending characteristics of the first impact absorbing member 122 with respect to the load characteristics of Comparative Example 1 in which both have small bending rigidity.
  • the load characteristics of the present embodiment are significantly improved by making the rigidity larger than that of Comparative Example 1 and setting the bending rigidity of the second impact absorbing member 124 to the same small bending rigidity as that of Comparative Example 1.
  • Comparative Example 2 the load characteristics of Comparative Example 2 in which both the first shock absorbing member 122 and the second shock absorbing member 124 have the same large bending rigidity as the first shock absorbing member 122 of the present embodiment, are the same as those of the present embodiment. It is almost the same. Therefore, it is understood that in the configuration of Comparative Example 2, the impact absorption performance corresponding to the weight increase due to the increase in the sectional size of the second impact absorption member 124 is not obtained.
  • each member such as the first shock absorbing member 122, the second shock absorbing member 124, and the door inner panel 200 is made of a steel plate is illustrated, but these members are aluminum, aluminum. It may be made of another material such as an alloy or CFRP (carbon fiber reinforced plastic).
  • the second shock absorbing member 124 extending in the vehicle length direction is arranged on the outer side of the vehicle with respect to the first shock absorbing member 122 extending in the vehicle height direction.
  • the bending rigidity of the transverse section of the first impact absorbing member 122 in the vehicle width direction was made larger than the bending rigidity of the transverse section of the second impact absorbing member 124 in the vehicle width direction. Accordingly, when a collision load is applied to the door 600, the load is transmitted from the second shock absorbing member 124 to the first shock absorbing member 122, and the first shock absorbing member 122 can more reliably receive the load. it can.
  • 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

外装材（１１０）と、第１の衝撃吸収部材（１２２）と、第２の衝撃吸収部材（１２４）と、を備え、第１の衝撃吸収部材（１２２）は、車高方向の両端部領域に亘り延びるように外装材（１１０）を横断して配置され、第１の衝撃吸収部材（１２２）は、第２の衝撃吸収部材（１２４）より車室側に配置され、第２の衝撃吸収部材（１２４）は、車長方向の両端部領域に亘り延びるように外装材（１１０）を横断して配置され、第２の衝撃吸収部材（１２４）は、外装材（１１０）の内面に隣接して配置され、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を除く部位において、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は、第２の衝撃吸収部材（１２４）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）が提供される。

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２０１９－００４０３７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。
　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、外装材と、第１の衝撃吸収部材と、第２の衝撃吸収部材と、を備え、前記第１の衝撃吸収部材は、車高方向の両端部領域に亘り延びるように前記外装材を横断して配置され、前記第１の衝撃吸収部材は、前記第２の衝撃吸収部材より車室側に配置され、前記第２の衝撃吸収部材は、車長方向の両端部領域に亘り延びるように前記外装材を横断して配置され、前記第２の衝撃吸収部材は、前記外装材の内面に隣接して配置され、前記第１の衝撃吸収部材と前記第２の衝撃吸収部材には交差部があり、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い自動車ドアである。
（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。
（３）上記（１）又は（２）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。
（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。
（５）上記（４）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。
（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の衝撃吸収部材が前記外装材に接合されてもよい。
（７）上記（１）～（６）のいずれか一項に記載の自動車ドアでは、前記第１の衝撃吸収部材と前記第２の衝撃吸収部材が接合されてもよい。
（８）上記（１）～（７）のいずれか一項に記載の自動車ドアでは、前記第１の衝撃吸収部材及び／または前記第２の衝撃吸収部材が複数設けられてもよい。
　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。 本実施形態に係るドアがボデーに対して閉じた状態で、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。 本実施形態に係るドアの構造を示す模式図である。 比較例１に係るドアの構造を示す模式図である。 比較例２に係るドアの構造を示す模式図である。 図２及び図７に示す本実施形態の構成と、図８、図９に示す比較例１、比較例２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、ドア６００がボデー５００に対して閉じた状態で、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の車高方向の両端部（上下端部）から内側に２０％までの二つの領域を意味する。
　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（前後端部）から内側に１０％までの二つの領域を意味する。
　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。
　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及び図３に示すように、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。
　次に、ドア６００の下端部６１０とサイドシル５２０とが隣接する部位の構造について説明する。図３に示すように、第１の衝撃吸収部材１２２は、ドア６００の下端の近傍まで延在している。同様に、ドアインナーパネル２００も、ドア６００の下端の近傍まで延在している。このため、ドア６００の下端部６１０とサイドシル５２０とが隣接する部位では、外装パネル１００とサイドシル５２０との間に第１の衝撃吸収部材１２２が介在している。
　この際、図２に示す４本の第１の衝撃吸収部材１２２は、いずれもドア６００の下端の近傍まで延在しているため、ドア６００の下端部６１０とサイドシル５２０とが隣接する部位では、外装パネル１００とサイドシル５２０との間に４本の第１の衝撃吸収部材１２２が介在していることになる。換言すれば、ドア６００の下部において、車高方向に延びる第１の衝撃吸収部材１２２、ドアインナーパネル２００、サイドシル５２０の順に、車幅方向の同一線（図３に示す直線Ｌ）上にこれらが配置されている。このような構造によれば、自動車１０００の側面が他の構造物（車両、建物、電柱など）と衝突した場合の衝撃吸収性能を大幅に高めることができる。
　自動車１０００の側面が他の構造物と衝突し、ドア６００が変形した際、第１の衝撃吸収部材１２２は最初に荷重を受け止めるとともにサイドシル５２０に荷重を伝える。すなわち、サイドシル５２０で第１の衝撃吸収部材１２２を支えて荷重を受け止めることができる。換言すれば、第１の衝撃吸収部材１２２を備えるドア６００が車室側に侵入するのを第１の衝撃吸収部材１２２とサイドシル５２０で抑止することができる。
　荷重を効率よく伝達するためには、上述した同一線上において、第１の衝撃吸収部材１２２の断面が図５に示したような環状あるいは矩形状であることが望ましい。第１の衝撃吸収部材１２２が扁平な板であれば、荷重を殆ど伝えることなく折損する可能性があるためである。
　具体的には、衝撃による荷重(衝撃エネルギー)の吸収は次のように行われる。先ず、ドア６００の車高方向中央部の衝撃吸収部材１２０に衝突の荷重が加えられる（ステップ１）。次に、ドア６００の車高方向下部において、第１の衝撃吸収部材１２２の端部が車幅方向車室側にドアインナーパネル２００とともに変形または移動する（ステップ２）。そして、サイドシル５２０の車幅方向車外側に第１の衝撃吸収部材１２２がドアインナーパネル２００を挟んで接近し、第１の衝撃吸収部材１２２はサイドシル５２０に支えられて、第１の衝撃吸収部材１２２が変形して、衝撃エネルギーを吸収する（ステップ３）。
　第１の衝撃吸収部材１２２とサイドシル５２０が車幅方向の同一線上になければ、上記のステップ３が起こらない。また、該同一線上において、第１の衝撃吸収部材１２２の断面が環状あるいは矩形状でなければ、例えば扁平な板形状であれば、上記ステップ３の効果を十分に発揮できない。これは、第１の衝撃吸収部材１２２の弱い箇所(扁平な板の箇所)で折れ曲がりが生じるためである。
　なお、一般的にドアインナーパネル２００とサイドシル５２０の間にはサイドパネルが介在するが、サイドパネルの衝撃吸収への寄与は小さいため、上述の説明においてはサイドパネルに関する説明を省略している。
　図６は、第１の衝撃吸収部材１２２と第２の衝撃吸収部材１２４の交差部の一例を詳細に示す斜視図である。図６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６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ているため、荷重は図６に示す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の下端部６１０においてサイドシル５２０と重なっているため、荷重はサイドシル５２０に分散される。サイドシル５２０は、自動車１０００の骨格部材であるボデー５００の一部であり、非常に強度が高い。これにより、衝突による荷重をボデー５００で受け止めることができ、荷重がボデー５００に分散されるため、衝撃をより確実に吸収することが可能となる。
　ここで、第１の衝撃吸収部材１２２を複数設ける意義について更に詳細に説明する。一般的に、サイドシル５２０に隣接する位置ではドア６００の内部に十分な空間が無く、特に車幅方向の空間は非常に限られている。このため、第１の衝撃吸収部材１２２を太くすることには困難が伴う。このため、この限られた空間内に第１の衝撃吸収部材１２２を１本のみ設けた場合、十分に荷重を吸収することができない。
　また、第１の衝撃吸収部材１２２を１本のみ設けた場合、ドア６００に衝撃が加わると、１本の第１の衝撃吸収部材１２２から極端に大きな荷重がサイドシル５２０に伝わることになる。すなわち、サイドシル５２０が破損することも想定される。そして、サイドシル５２０が破損してしまうと、ドア６００が車室側に侵入してしまう可能性がある。このサイドシル５２０の破損を防ぐために、サイドシル５２０をより強化することも考えられる。しかし、サイドシル５２０は自動車１０００の骨格部材であるボデー５００の一部であるため、強化に伴って自動車１０００の重量が増加する懸念がある。
　本実施形態のように、複数の第１の衝撃吸収部材１２２を配置し、荷重を分散してサイドシル５２０に伝えるようにすることが好ましい。この場合、サイドシル５２０に特別な強化を施すことなく、サイドシル５２０の破損を抑制することができる。従って、ドア６００が車室側に侵入してしまう事態もより確実に抑止できる。
　第１の衝撃吸収部材１２２は、一つの外装パネル１００又は一つのドアインナ―パネル２００に対して２つ以上設けられてもよく、３つ以上、あるいは４つ以上設けられていてもよい。例えば、電柱のような構造物との衝突を想定した場合、ドア６００の車長方向のどの部位に衝突しても荷重を確実に受け止めるために、第１の衝撃吸収部材１２２は３つ以上が好ましく、また第１の衝撃吸収部材１２２の過剰な設置による重量の増加を防ぐために、第１の衝撃吸収部材１２２は６つ以下が好ましい。第１の衝撃吸収部材１２２の数は、４つまたは５つ設けられていることがより好ましい。
　第２の衝撃吸収部材１２４は、一つの外装パネル１００又は一つのドアインナーパネル２００に対して２つ以上設けられていてもよく、３つ以上、あるいは４つ以上設けられていてもよい。衝突による荷重を第１の衝撃吸収部材１２２の車高方向上下の広い範囲に伝えて荷重を分散するために、第２の衝撃吸収部材１２４は２つ以上が好ましく、また第２の衝撃吸収部材１２４の過剰な設置による重量の増加を防ぐために、第２の衝撃吸収部材１２４は５つ以下が好ましい。第２の衝撃吸収部材１２４の数は、３つまたは４つ設けられていることがより好ましい。
　第１の衝撃吸収部材１２２と第２の衝撃吸収部材１２４が外装材１１０に密着していることにより、外装材１１０の張り剛性を改善する効果も得ることができる。外装材１１０の厚さが例えば０．４ｍｍと薄い場合でも良好な張り剛性を得ることができるように、ドアがボデーに対して閉じた状態で車幅方向に沿って見た場合、第１の衝撃吸収部材１２２と第２の衝撃吸収部材１２４とによって分割される領域の一辺の長さが３００ｍｍ以下であることが好ましく、２００ｍｍ以下であることがより好ましい。
　このように、本実施形態に係る自動車ドアでは、衝突の荷重が車高方向に延びる複数の第１の衝撃吸収部材１２２に分散されてサイドシル５２０に伝わる。従って、サイドシル５２０の車長方向に分散して荷重が伝わるため、サイドシル５２０の一部の領域のみに局所的に荷重が加わることがない。従って、サイドシル５２０に特に補強を行う必要はなく、通常のボデー５００の構造で衝撃を効果的に吸収することが可能である。
　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。
　そして、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（縦弾性係数×断面２次モーメント）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、図７～図９に基づいて、本発明の上記実施形態と、その比較例について説明する。なお、図７～図９は、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おり、外装パネル１００の図示は省略している。また、図７～図９の下に示す図は、ドア６００の領域Ａ１を拡大して示す模式図である。
　図７は、本実施形態に係るドア６００の構造を示す模式図である。図７に示す構造は、図２に示した構造に対応する。図７に示す本実施形態のドア６００では、第１の衝撃吸収部材１２２として、図５に示す長辺Ｈが１６ｍｍ、短辺Ｄが１０ｍｍのものを使用している。また、図７に示す本実施形態のドア６００では、第２の衝撃吸収部材１２４として、長辺Ｈが８ｍｍ、短辺Ｄが８ｍｍのものを使用している。この場合、本実施形態の第１の衝撃吸収部材１２２の横断面の車幅方向の曲げ剛性は、本実施形態の第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も相対的に大きい。
　また、図８は、比較例１に係るドア６００の構造を示す模式図である。比較例１のドア６００では、第１の衝撃吸収部材１２２として、図５に示す長辺Ｈが８ｍｍ、短辺Ｄが８ｍｍのものを使用している。また、比較例１のドア６００では、第２の衝撃吸収部材１２４として、長辺Ｈが８ｍｍ、短辺Ｄが８ｍｍのものを使用している。この場合、比較例１の第１の衝撃吸収部材１２２の横断面の車幅方向の曲げ剛性と、比較例１の第２の衝撃吸収部材１２４の横断面の車幅方向の曲げ剛性は等しい。さらに、比較例１の第１の衝撃吸収部材１２２および第２の衝撃吸収部材１２４の横断面の車幅方向の曲げ剛性は、図７に示す本実施形態の第２の衝撃吸収部材１２４の横断面の車幅方向の曲げ剛性に等しく、本実施形態の第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相対的に小さい。
　また、図９は、比較例２に係るドア６００の構造を示す模式図である。比較例２のドア６００では、第１の衝撃吸収部材１２２として、図５に示す長辺Ｈが１６ｍｍ、短辺Ｄが１０ｍｍのものを使用している。また、比較例２のドア６００では、第２の衝撃吸収部材１２４として、長辺Ｈが１６ｍｍ、短辺Ｄが１０ｍｍのものを使用している。この場合、比較例２の第１の衝撃吸収部材１２２の横断面の車幅方向の曲げ剛性と、比較例２の第２の衝撃吸収部材１２４の横断面の車幅方向の曲げ剛性は等しい。さらに、比較例２の第１の衝撃吸収部材１２２および第２の衝撃吸収部材１２４の横断面の車幅方向の曲げ剛性は、図７に示す本実施形態の第１の衝撃吸収部材１２２の横断面の車幅方向の曲げ剛性に等しく、本実施形態の第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も相対的に大きい。
　図１０は、図７に示す本発明の実施形態の構成と、図８、図９に示す比較例１、比較例２の構成について、ドア６００の外装パネル１００の中央を半径３００ｍｍ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、第１の衝撃吸収部材１２２と第２の衝撃吸収部材１２４が、いずれも小さな曲げ剛性である比較例１の荷重特性に対して、第１の衝撃吸収部材１２２の曲げ剛性を比較例１よりも大きくし、第２の衝撃吸収部材１２４の曲げ剛性は比較例１と同じ小さな曲げ剛性とした本実施形態の荷重特性は大幅に向上している。
　また、第１の衝撃吸収部材１２２と第２の衝撃吸収部材１２４の双方を本実施形態の第１の衝撃吸収部材１２２と同じ大きな曲げ剛性とした比較例２の荷重特性は、本実施形態とほぼ同等である。従って、比較例２の構成では、第２の衝撃吸収部材１２４の断面サイズを大きくしたことに伴う重量増に見合う衝撃吸収性能の向上が得られていないことが判る。
　以上により、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本実施形態の構成例が、比較例１、比較例２に対して最も衝撃吸収性能および軽量化効果に優れることが判る。
　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、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、車長方向に延在する第２の衝撃吸収部材１２４を車高方向に延在する第１の衝撃吸収部材１２２よりも車外側に配置し、第１の衝撃吸収部材１２２の横断面の車幅方向の曲げ剛性を、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した。これにより、ドア６００に衝突荷重が加わった場合に、第２の衝撃吸収部材１２４から第１の衝撃吸収部材１２２に荷重が伝わり、第１の衝撃吸収部材１２２でより確実に荷重を受け止めることができる。
　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。
　１００　　外装パネル
　１２２　　第１の衝撃吸収部材
　１２４　　第２の衝撃吸収部材
　６００　　ドア
　１０００　自動車

Claims (8)

  1. 　外装材と、
    　第１の衝撃吸収部材と、
    　第２の衝撃吸収部材と、
    　を備え、
    　前記第１の衝撃吸収部材は、車高方向の両端部領域に亘り延びるように前記外装材を横断して配置され、
    　前記第１の衝撃吸収部材は、前記第２の衝撃吸収部材より車室側に配置され、
    　前記第２の衝撃吸収部材は、車長方向の両端部領域に亘り延びるように前記外装材を横断して配置され、
    　前記第２の衝撃吸収部材は、前記外装材の内面に隣接して配置され、
    　前記第１の衝撃吸収部材と前記第２の衝撃吸収部材には交差部があり、
    　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い
    ことを特徴とする自動車ドア。
  2. 　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
    ことを特徴とする請求項１に記載の自動車ドア。
  3. 　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
    ことを特徴とする請求項１又は２に記載の自動車ドア。
  4. 　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
    ことを特徴とする請求項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４に記載の自動車ドア。
  6. 　前記第１の衝撃吸収部材および／または前記第２の衝撃吸収部材が前記外装材に接合された
    ことを特徴とする請求項１～５のいずれか一項に記載の自動車ドア。
  7. 　前記第１の衝撃吸収部材と前記第２の衝撃吸収部材が接合された
    ことを特徴とする請求項１～６のいずれか一項に記載の自動車ドア。
  8. 　前記第１の衝撃吸収部材及び／または前記第２の衝撃吸収部材が複数設けられている
    ことを特徴とする請求項１～７のいずれか一項に記載の自動車ドア。
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