(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車室外側のアウタパネルと車室内側のインナパネルとにより構成された車両用ドア構造体であって、
前記インナパネルの上縁に、車体前後方向に延在して前記インナパネルの上側を継ぎ足すようにＳ字形横断面形状部分を有するビームメンバが接合され、
前記Ｓ字形横断面形状部分は複数個の折曲稜線を含んで形成されており、
前記ビームメンバは、前記Ｓ字形横断面形状部分の上下幅を車体前後方向で見て部分的に拡張した上下幅拡張部分を有し、前記折曲稜線を切ることなく前記上下幅拡張部分に作業孔を貫通形成されている車両用ドア構造体。
【請求項２】
前記Ｓ字形横断面形状部分は、横断面形状がコの字形の溝形状を、左右反転で、上下二段に連続させた形状に構成されている請求項１に記載の車両用ドア構造体。
【請求項３】
前記Ｓ字形横断面形状部分は、断面1次モーメントがゼロになる軸上に存在する図心と横断面形状の中心とが一致する横断面形状である請求項１または２に記載の車両用ドア構造体。
【請求項４】
請求項１から３の何れか一項に記載の車両用ドア構造体の製造方法であって、
前記インナパネルに、前記ビームメンバの素材として扁平帯状の板材を溶接し、溶接後に、前記板材をＳ字形横断面形状にプレス成形する車両用ドア構造体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用ドア構造体およびその製造方法に関し、特に、自動車のサイドドアとして用いられ、前部・後部衝突対策、側部衝突対策をなされた車両用ドア構造体およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のサイドドアとして用いられる車両用ドア構造体は、車室外側のアウタパネルと車室内側のインナパネルとにより構成されている。車両用ドア構造体には、補強のために、前端、後端を各々インナパネルの前部、後部に接続され、車体前後方向に延在するドアビームと呼ばれる補強ビームを取り付けられたものがある。ドアビームには、インナパネルとで箱形断面形状をなす溝形鋼によるもの、横断面形状が二山帽子状のもの、パイプ材によるものなど、種々提案されている（例えば、特許文献１、２、３）。
【０００３】
上述のような横断面形状のドアビームは、ドアの前後方向のロードパスメンバとして機能し、前部衝突時には、衝突荷重（前後軸荷重）をフロントピラー（Ａピラー）よりセンタピラー（Ｂピラー）に伝えて車体に形成されているドア開口部の変形を抑制し、側部衝突時には、横断面形状が潰されるような変形（塑性変形)によって衝突荷重を吸収して車室内空間を確保する。
【特許文献１】特許第３９８９３７３号公報
【特許文献２】特開２００５−１２６０１８号公報
【特許文献３】特開２００６−２１７４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したような従来のものでは、ドアビーム配置部においてインナパネルとドアビームとが重複し、寸法が大きいドアビームが設けられる程、材料費が高くなり、重量も増加する。
【０００５】
溝形鋼によるドアビームや横断面形状が二山帽子状のドアビームは、側部衝突時には、横断面形状が扁平に潰されるような変形によって衝突荷重を吸収して側部衝突時の車室内空間の確保に寄与するが、断面1次モーメントがゼロになる軸上に存在する図心と横断面形状の中心とが一致していない。このため、前部衝突時に、衝突荷重によってドアビームに曲げモーメントが作用し、ドアビームが曲がり、車体後部方向への荷重伝達（ロードパス）が良好に行われない。
【０００６】
パイプ材によるドアビームは、図心と横断面形状の中心とが一致し、前部衝突時に衝突荷重によって曲げモーメントを生じることはないが、溝形鋼等によるものに比して側部衝突時の衝突荷重に対して変形し難く、側部衝突時のエネルギ吸収を良好に行い難い。
【０００７】
また、いずれのものも、前部衝突時に前後軸荷重がドアに作用する位置とドアビームの横断面中心とがずれており、前後軸荷重の伝達効率が悪い。また、溝形鋼等によるものを含めて、従来のドアビームは、側部衝突に対して潰れ残りを生じ易く、側部衝突時のエネルギ吸収を十分に行えないことがある。
【０００８】
本発明が解決しようとする課題は、車両用ドア構造体において、ドアビームの追加による材料コスト高、重量増加を回避低減し、前部衝突時の衝突荷重の伝達を良好に行い、更には、側部衝突時のエネルギ吸収が十分に行われるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明による車両用ドア構造体は、車室外側のアウタパネルと車室内側のインナパネルとにより構成された車両用ドア構造体であって、前記インナパネルの上縁に、車体前後方向に延在して前記インナパネルの上側を継ぎ足すようにＳ字形横断面形状部分を有するビームメンバが接合されている。
【００１０】
前記ビームメンバのＳ字形横断面形状部分は、横断面形状がコの字形の溝形状を、左右反転で、上下二段に連続させた形状に構成されていてよい。
【００１１】
本発明による車両用ドア構造体は、好ましくは、前記ビームメンバのＳ字形横断面形状部分は、断面1次モーメントがゼロになる軸上に存在する図心と横断面形状の中心とが一致する横断面形状である。
【００１２】
本発明による車両用ドア構造体は、更に、前記ビームメンバは、前記Ｓ字形横断面形状部分の上下幅を車体前後方向で見て部分的に拡張した上下幅拡張部分を有し、当該上下幅拡張部分に作業孔を貫通形成されている。
【００１３】
本発明による車両用ドア構造体の製造方法は、上述の発明による車両用ドア構造体の製造方法であって、前記インナパネルに、前記ビームメンバの素材として扁平帯状の板材を溶接し、溶接後に、前記板材をＳ字形横断面形状にプレス成形する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明による車両用ドア構造体によれば、インナパネルの上側を継ぎ足すように、インナパネルの上縁にビームメンバが取り付けられ、当該ビームメンバによってインナパネルの上縁側が構成されることになる。これにより、インナパネルの上縁側はビームメンバのみにより構成されることになり、ビームメンバとインナパネルとで全体が二重構造になることがなく、材料コストの削減、重量増加の回避を図ることができる。
【００１５】
インナパネルの上縁側がビームメンバ自体によって構成されることから、インナパネルの内側面にドアビームを沿わせて配置する場合に比して、前部衝突時に前後軸荷重がドアに作用する位置とドアビームの横断面中心との車体幅方向のずれを小さく、あるいは前後軸荷重がドアに作用する位置とドアビームの横断面中心とを一致させるアライメントが可能になり、前部衝突時の前後軸荷重の伝達効率が改善される。
【００１６】
また、ビームメンバは、インナパネルとの二重構造、箱形断面でなくて、Ｓ字形横断面形状をしているので、側部衝突時の衝突荷重によって、潰れ残しなく扁平に潰れ変形し易く、側部衝突時のエネルギ吸収を十分に行う。
【００１７】
更には、ビームメンバが、図心と横断面形状の中心とが一致するＳ字形横断面形状であることにより、前部衝突時に、衝突荷重によって当該ビームメンバに曲げモーメントが作用することがなく、車体後部方向への荷重伝達が良好に行われるようになる。このことによっても、前部衝突時の前後軸荷重の伝達効率が改善される。
【００１８】
これらのことにより、ビームメンバとインナパネルとの二重構造による補強構造を車両用ドア構造体に組み込む必要がなくなり、インナパネルの上縁側をビームメンバのみにしても、前突対策、側突対策の性能が低下することがない。
【００１９】
また、本発明による車両用ドア構造体の製造方法によれば、取付作業を減少できて容易に製造でき、ビームメンバはインナパネルに設けられているドアサッシュ取付基準になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下に、本発明による車両用ドア構造体の実施形態を、図１〜図６を参照して説明する。
【００２１】
図１は、本発明による車両用ドア構造体を適用された自動車を示している。図１において、１は車体全体を、３は前輪を、５は後輪を、７はフロントサイドドアを、９はリアサイドドアを、１１はテールゲートを各々示している。
【００２２】
本発明による車両用ドア構造体は、フロントサイドドア７、リアサイドドア９の何れにも適用可能であるが、本実施形態では、フロントサイドドア７に適用した場合について説明する。
【００２３】
図２〜図６に示されているように、フロントサイドドア７は、車室外側のアウタパネル１３と、車室内側のインナパネル１５とにより構成されている。アウタパネル１３とインナパネル１５との間の空間には、ウインドシールドガラス３１が上下移動可能に収納される。
【００２４】
インナパネル１５は、ドアヒンジ３３によってＡピラー３５に取り付けられる。Ａピラー３５の車体前側にはＡピラー部分より車体前方へ延在するフロントアッパメンバ３７が接続されている。
【００２５】
インナパネル１５には車体前後方向に延在するビームメンバ２１が取り付けられており、インナパネル１５の上縁側がビームメンバ２１のみにより構成されている。
【００２６】
ビームメンバ２１は、略鉛直な板面をもって車体前後方向に延在する下部平板部２１Ａと、略鉛直な板面をもって車体前後方向に延在する上部平板部２１Ｆと、下部平板部２１Ａと上部平板部２１Ｆとの間にあって車体前後方向に延在するＳ字形横断面形状部２１Ｇとを有する。
【００２７】
ビームメンバ２１は、下部平板部２１Ａをインナパネル１５の上縁（上フランジ）１５ＡにＭＩＧ溶接され、前端部（前縁）２１Ｂをインナパネル１５の前部ドアサッシュ１７にＭＩＧ溶接され、後端部（後縁）２１Ｃをインナパネル１５の後部ドアサッシュ１９にＭＩＧ溶接されている。これにより、ビームメンバ２１は、下縁、前縁、後縁の三辺をインナパネル１５に剛固に連結されている。
【００２８】
インナパネル１５は、通常のものよりビームメンバ２１の上下幅分、上下幅が短く、インナパネル１５の上縁１５Ａにインナパネル１５を継ぎ足すようにビームメンバ２１が取り付けられている。これにより、インナパネル１５の上縁側は、ビームメンバ２１のみにより構成され、フロントサイドドア７のウインドウ開口４０の下縁はビームメンバ２１の上部平板部２１Ｆのみにより画定される。
【００２９】
ビームメンバ２１のＳ字形横断面形状部２１Ｇは、横断面形状がコの字形の二つの溝形状部２１Ｄ、２１Ｅを、左右反転で、上下二段に連続させた形状に構成され、断面1次モーメントがゼロになる軸上に存在する図心Ａと横断面形状の中心Ｂとが一致するＳ字形横断面形状になっている。
【００３０】
ビームメンバ２１は、Ｓ字形横断面形状部２１Ｇによって前部ドアサッシュ１７と後部ドアサッシュ１９との間で連続する６個の折曲稜線ａ〜fを含む形状になり、フロントサイドドア７の前後方向のロードパスメンバとして有効に機能する。
【００３１】
上述したように、インナパネル１５の上縁１５Ａにインナパネル１５を継ぎ足すようにビームメンバ２１が取り付けられていることにより、インナパネル１５の上縁側がビームメンバ２１のみにより構成され、インナパネル１５の上縁１５Ａとビームメンバ２１の下部平板部２１Ａとによる溶接代部分以外、インナパネル１５がビームメンバ２１とで二重構造になることがない。これにより、材料コストの削減、重量増加の回避が図られる。
【００３２】
また、インナパネル１５の上縁側がビームメンバ２１によって構成されることから、図５に矢印線Ｃで示しているように、前部衝突時に前後軸荷重がフロントサイドドア７に作用する位置とビームメンバ２１の横断面中心Ｂとの車体幅方向のずれを小さく、あるいは前後軸荷重がドアに作用する位置とビームメンバ２１の横断面中心Ｂとを一致させるアライメントが可能になる。これにより、前部衝突時の前後軸荷重のＡピラー３５よりＢピラー（図示省略）への伝達効率が改善される。
【００３３】
また、ビームメンバ２１は、インナパネル１５との二重構造、箱形断面でなくて、一枚板で、Ｓ字形横断面形状をしているので、図４に示されているように、側部衝突（側突）時の衝突荷重によって、上下に延展して潰れ残しなく扁平に潰れ変形し易い。この潰れ変形は、ビームメンバ２１の板厚分まで可能である。これにより、側部衝突時のエネルギ吸収が十分に行われ、側部衝突時の車室内空間の確保が良好に行われる。
【００３４】
更には、ビームメンバ２１が、図心Ａと横断面形状の中心Ｂとが一致するＳ字形横断面形状であることにより、前部衝突時に、衝突荷重によって当該ビームメンバ２１に曲げモーメントが作用することなく、単純軸力をもって車体後部方向への荷重伝達が良好に行われるようになる。このことによっても、前部衝突時の前後軸荷重の伝達効率が改善される。
【００３５】
図７〜図９は、本発明による車両用ドア構造体の他の実施形態を示している。なお、図７
〜図９において、図２、図３に対応する部分は、図２、図３に付した符号と同一の符号を付けて、その説明を省略する。
【００３６】
ビームメンバ２１は、Ｓ字形横断面形状部２１Ｇ、特に溝形状部２１Ｄの溝底の上下幅hを車体前後方向で見て部分的に、本実施形態では前側部分を拡張した上下幅拡張部分２２を有する。上下幅拡張部分２２には作業孔２３が貫通形成されている。
【００３７】
作業孔２３は、フロントサイドドア７のアウタパネル１３にサイドミラー４５（図１参照）をスキンマウント方式で取り付ける場合の裏面側からのアクセスホールになる。作業孔２３は上下幅拡張部分２２にあって、折曲稜線ａ〜fを切ることがないから、作業孔２３がビームメンバ２１のロードパスメンバとして機能を阻害することがない。
【００３８】
上述したインナパネル１５とビームメンバ２１との組立体は、インナパネル１５の上縁（上フランジ）１５Ａに、ビームメンバ２１の素材として扁平帯状の板材の下縁相当部（下部平板部２１Ａ）を溶接し、この溶接後に、前記板材をＳ字形横断面形状にプレス成形して完成させることができる。その後、ビームメンバ２１の前縁２１Ｂ、後縁２１Ｃを前部ドアサッシュ１７、後部ドアサッシュ１９に溶接すればよい。
【００３９】
この製造方法によれば、取付作業、位置決め作業を減少でき、生産効率が向上する。なお、この場合、ビームメンバ２１は、インナパネル１５に設けられる前部、後部ドアサッシュ１７、１９の取付基準になる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明による車両用ドア構造体を適用された自動車の一つの実施形態を示す斜視図である。
【図２】本発明による車両用ドア構造体の一つの実施形態を示す正面図である。
【図３】図２の線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿った断面図である。
【図４】本実施形態による車両用ドア構造体における側部衝突を説明する説明図である。
【図５】本実施形態による車両用ドア構造体における要部の部分的な平断面図である。
【図６】本実施形態による車両用ドア構造体における要部の部分的な斜視図である。
【図７】本発明による車両用ドア構造体の他の実施形態の要部を示す正面図である。
【図８】図７の線ＩＩＩＶ−ＩＩＩＶに沿った断面図である。
【図９】図７の線ＩＸ−ＩＸに沿った断面図である。
【符号の説明】
【００４１】
１  車体
３  前輪
５  後輪
７  フロントサイドドア
９  リアサイドドア
１１  テールゲート
１３  アウタパネル
１５  インナパネル
１７  前部ドアサッシュ
１９  後部ドアサッシュ
２１  ビームメンバ
２１Ａ  下部平板部
２１Ｂ  前端部
２１Ｃ  後端部
２１Ｄ、２１Ｅ  溝形状部
２１Ｆ  上部平板部
２１Ｇ  Ｓ字形横断面形状部
３５  Ａピラー
【図１】
0005303211.tif 000002
【図２】
0005303211.tif 000003
【図３】
0005303211.tif 000004
【図４】
0005303211.tif 000005
【図５】
0005303211.tif 000006
【図６】
0005303211.tif 000007
【図７】
0005303211.tif 000008
【図８】
0005303211.tif 000009
【図９】
0005303211.tif 000010