(57)【要約】【課題】フロントピラー、ロッカパネル、センタピラー、及びルーフサイドレールによって区画されたドア開口に配置されたサイドドアを有し、該サイドドアは、そのドアアウタパネルとドアインナパネルの間に配置されて、ドアインナパネルに固定されたリインフォースメントを具備し、そのリインフォースメントは、サイドドアのベルトラインに沿って延びていると共に、車外側の補強アウタパネルと、これに固定された車内側の補強インナパネルを有している自動車において、重量とコストの上昇を抑えながら、リインフォースメントの機能を高める。【解決手段】補強インナパネル１８の前端縁２０は、その上下方向の中間部分２８が最も前方に突出し、その中間部分２８よりも下方の下部領域２６は、その上端２９から下端３０に向けて漸次後方に後退している。【選択図】図６
2009120011.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体を構成するフロントピラー、ロッカパネル、センタピラー、及びルーフサイドレールによって区画されたドア開口に配置されたサイドドアを有し、該サイドドアは、車内側のドアインナパネルと、該ドアインナパネルに固定された車外側のドアアウタパネルと、該ドアアウタパネルと前記ドアインナパネルの間に配置されて、該ドアインナパネルに固定されたリインフォースメントとを具備し、該リインフォースメントは、前記サイドドアのベルトラインに沿って延びていると共に、車外側の補強アウタパネルと、該補強アウタパネルに固定された車内側の補強インナパネルを有している自動車において、
前記補強インナパネルの前端縁は、その上下方向の中間部分が最も前方に突出し、その最も前方に突出した中間部分よりも下方の下部領域は、その上端から下端に向けて漸次後方に後退していることを特徴とする自動車。
【請求項２】
前記補強インナパネルの前端縁の下部領域は、前方側に膨出した弧状に形成されている請求項１に記載の自動車。
【請求項３】
前記中間部分よりも上方の上部領域は、その上部領域に対向したフロントピラー部分に沿った弧状に形成されている請求項１又は２に記載の自動車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車体を構成するフロントピラー、ロッカパネル、センタピラー、及びルーフサイドレールによって区画されたドア開口に配置されたサイドドアを有する自動車に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、自動車には、上述の如く、車体側部のドア開口に配置されたサイドドアが設けられていて、そのサイドドアは、車内側のドアインナパネルと、該ドアインナパネルに固定された車外側のドアアウタパネルとを有している（特許文献１参照）。このような自動車に対し、その前方から衝撃力が加えられたとき、車体を構成するフロントピラーとサイドドアが大きく永久変形することを防止するために、ドアアウタパネルとドアインナパネルの間に、リインフォースメントと称せられる補強部材を設けている。このリインフォースメントは、ドアインナパネルに固定されていて、サイドドアのベルトラインに沿って延びており、車外側の補強アウタパネルと、該補強アウタパネルに固定された車内側の補強インナパネルを有している。自動車の前面衝突時に、このリインフォースメントが荷重を受け止めて、フロントピラーとサイドドアが変形することを抑え、車室内の空間が大きく狭められることを阻止するのである。
【０００３】
ところが、自動車に対して前方から加えられた衝撃力が特に大きいときは、リインフォースメント自体が曲げ変形し、サイドドアが大きく潰れた状態に圧縮変形するおそれがある。そこで、従来は、リインフォースメントの補強インナパネルと補強アウタパネルとの間に中間パネルを配置して、リインフォースメントを三重壁構造とし、その剛性と強度をより一層高いものとしていた。かかるリインフォースメントを用いれば、前面衝突時に、サイドドアが大きく潰れた状態に変形することを防止し、車室内に生存空間を確保することができる。
【０００４】
ところが、リインフォースメントを上述のように三重壁構造に構成すると、その中間パネルの分だけ自動車のコストが上昇し、かつその重量が増大する欠点を免れない。
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２７４８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、上述した従来の欠点を除去し、中間パネルを廃止しても、リインフォースメントの強度と剛性を高く保つことのできる自動車を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、車体を構成するフロントピラー、ロッカパネル、センタピラー、及びルーフサイドレールによって区画されたドア開口に配置されたサイドドアを有し、該サイドドアは、車内側のドアインナパネルと、該ドアインナパネルに固定された車外側のドアアウタパネルと、該ドアアウタパネルと前記ドアインナパネルの間に配置されて、該ドアインナパネルに固定されたリインフォースメントとを具備し、該リインフォースメントは、前記サイドドアのベルトラインに沿って延びていると共に、車外側の補強アウタパネルと、該補強アウタパネルに固定された車内側の補強インナパネルを有している自動車において、前記補強インナパネルの前端縁は、その上下方向の中間部分が最も前方に突出し、その最も前方に突出した中間部分よりも下方の下部領域は、その上端から下端に向けて漸次後方に後退していることを特徴とする。
【０００８】
その際、前記補強インナパネルの前端縁の下部領域は、前方側に膨出した弧状に形成されていると有利である。
【０００９】
また、上記自動車において、前記中間部分よりも上方の上部領域は、その上部領域に対向したフロントピラー部分に沿った弧状に形成されていると有利である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、自動車の前方から衝撃力が加えられたとき、サイドドアのリインフォースメントに生じる応力を従来よりも小さく留めることができ、これによって従来の中間パネルを廃止することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態例を説明し、併せて前述の従来の欠点を図面に即してより具体的に明らかにする。
【００１２】
図１は、自動車の側面図であり、この図における符号Ｆｒは自動車の前進方向を示している（図４においても同じ）。この前進方向Ｆｒに直交する、図１の紙面に対して垂直な方向が車幅方向である。本明細書における「前」又は「後」なる文言は、自動車の前進方向を基準とした前後を意味する。
【００１３】
図１に示した自動車の車幅方向各側部には、前側のサイドドア２と、後側のサイドドア３が配置されている。以下の説明では、前側のサイドドア２を単にサイドドアと称することにする。
【００１４】
このサイドドア２は、車体１を構成するフロントピラー４と、ロッカパネル５と、センタピラー６と、ルーフサイドレール７とによって区画されたドア開口に配置され、図示していないヒンジを介して、フロントピラー４に回動開閉可能に支持されている。また、このサイドドア２は、ドア本体部９と、そのドア本体部９に一体に連設された窓枠部１０とを有し、この窓枠部１０と、ドア本体部９の上部のベルトライン１１とにより区画された窓孔１２は、図示していない窓ガラスによって開閉される。
【００１５】
ここで、上述のフロントピラー４、ロッカパネル５、センタピラー６及びルーフサイドレール７により構成された車体部分を車枠１３と称することにすると、図２は、この車枠１３と、後述するリインフォースメント１６の位置関係を示す側面図である。かかる車枠１３により区画されたドア開口に、図１に示したサイドドア２が配置されているのである。
【００１６】
一方、図３はサイドドア２を図１のIII−III線に沿って切断した断面図であり、図４は図１のIV−IV線断面図である。これらの図に示すように、サイドドア２のドア本体部９は、該サイドドア２が閉じられた状態で、車内Ｉの側に位置するドアインナパネル１４と、そのドアインナパネル１４にヘミング加工によって固定された車外Ｏの側のドアアウタパネル１５を有している。さらに、サイドドア２は、そのドアアウタパネル１５とドアインナパネル１４の間に配置された前述のリインフォースメント１６を有している。このリインフォースメント１６は、ドア本体部１９のベルトライン１１（図１）に沿って延びていて、ドアインナパネル１４に固定されている。なお、図３及び図４には、窓ガラスと、その窓ガラスを昇降させるウインドレギュレータ、及び前述のヒンジなどの図示は省略してある。
【００１７】
図５はリインフォースメント１６の斜視図であるが、この図と図３及び図４から判るように、リインフォースメント１６は、サイドドア２が閉じられた状態で、車外Ｏの側に位置する補強アウタパネル１７と、その補強アウタパネル１７にスポット溶接によって固定された車内Ｉの側の補強インナパネル１８を有している。図示した例では、補強アウタパネル１７は、平板により構成され、補強インナパネル１８は、ハット型の横断面形状を有する板材により構成されていて、その補強インナパネル１８の上下の両側部１９が補強アウタパネル１７にスポット溶接されている。図５における×印は、スポット溶接の打痕を模式的に示している（図９においても同じ）。
【００１８】
上述のように、一体のユニット状に構成されたリインフォースメント１６は、その両側部１９が、図３及び図４に示すように、サイドドア２のドアインナパネル１４に例えばスポット溶接によって一体に固着されている。その際、図２、図４及び図５に示すように、補強アウタパネル１７は、補強インナパネル１８よりも長さが多少短く形成され、これらのパネル１７、１８のうちの補強インナパネル１８の前端縁２０と後端縁２１は、ドアインナパネル１４の前壁部２４と後壁部２５にそれぞれ当接しているが、補強アウタパネル１７の前端縁２２と後端縁２３は、ドアインナパネル１４の前壁部２４と後壁部２５からそれぞれ離れている。これは、サイドドア２に設けられた図示していない要素に補強アウタパネル１７が干渉しないようにするためである。
【００１９】
上述した自動車の車体１と、サイドドア２のドアインナパネル１４と、ドアアウタパネル１５は、鋼板などの高強度、高剛性材料により構成されており、同じく、リインフォースメント１６の補強インナパネル１８と補強アウタパネル１７も、例えば鋼板などの高強度、高剛性材料により構成されている。このため、自動車の前面衝突時に、図１に矢印Ｆで示したように、前方から衝撃力が加えられたとき、リインフォースメント１６が荷重を受け止め、これによってサイドドア２が潰れた状態に変形することを防止することができる。
【００２０】
以上説明した自動車の構造は、従来の自動車と変りはない。図７は、従来の自動車の車枠１３と、リインフォースメント１６の配置状態を示す、図２と同様な図である。図７に示すように、従来の自動車のリインフォースメント１６は、その補強インナパネル１８の前端縁２０が、これに対向したフロントピラー４の部分に沿った形態に形成されており、その前端縁２０の上下方向下部領域２６は、フロントピラー４の形態に合せて、上下方向に直線状に延びている。
【００２１】
一方、図８は、従来の自動車の車体１に対して、その前方から衝撃力Ｆが加えられたときのフロントピラー４の変形状態を示す説明図である。この図から判るように、衝撃力Ｆ
を加えられたフロントピラー４は、リインフォースメント１６によって受け止められるので、ほぼ弓形に永久変形する。その際、従来のリインフォースメント１６が補強アウタパネル１７と補強インナパネル１８の２枚のパネルだけから構成されていたとすると、前方から車体１に加えられた衝撃力Ｆが特に大きなものである場合には、リインフォースメント１６が図８に仮想線で示すように曲げ変形し、これによってサイドドアが大きく潰れた状態に変形するおそれがあった。
【００２２】
そこで、従来は、図９にも示すように、リインフォースメント１６の補強アウタパネル１７と補強インナパネル１８との間に、その補強インナパネル１８と同じ長さの中間パネル２７を配置し、その中間パネル２７を補強インナパネル１８にスポット溶接によって固着し、リインフォースメント１６を三重壁構造に構成していた。このようにすれば、リインフォースメント１６の剛性と強度がより一層向上するので、前方より大きな衝撃力Ｆが加えられたときも、サイドドアが潰れた状態に大きく永久変形することを阻止することができる。ところが、かかるリインフォースメント１６を用いれば、自動車のコストと重量が増大する欠点を免れない。
【００２３】
このような状況の下で、本発明者は、従来のリインフォースメント１６に中間パネル２７が設けられていない場合に、車体１に対して前方より大きな衝撃力Ｆが加えられたとき、そのリインフォースメント１６が図８に仮想線で示したように大きく曲げ変形する原因について検討した。その結果、次の事実を明らかにすることができた。
【００２４】
図７を参照して、先に説明したように、従来のリインフォースメント１６の補強インナパネル１８の前端縁２０は、その下部領域２６がこれに対向するフロントピラー４の部分に沿って上下方向に直線状に延びている。一方、車体１に対してその前方から衝撃力Ｆが加えられると、フロントピラー４は、図８に示したように、ほぼ弓形に永久変形する。このため、衝撃力Ｆを加えられて変形し始めたフロントピラー４は、先ずドアインナパネルを介して補強インナパネル１８の前端縁２０の下部領域２６に対して大きな荷重を加える。すなわち、フロントピラー４は、補強インナパネル８の前端縁２０の全体に亘って荷重を及ぼすのではなく、その下部領域２６にだけ集中的に大きな荷重を及ぼすのである。このように、補強インナパネル１８の前端縁２０の一部にだけ大きな荷重が加えられるので、その部分の単位面積当りの荷重の大きさは大変大きなものとなり、リインフォースメント１６には、大きな応力が発生し、該リインフォースメント１６が図８に仮想線で示したように大きく曲げ変形するのである。
【００２５】
そこで、本例の自動車は、上述した知見に基づき、次のように構成されている。すなわち、図２の部分拡大図である図６に示すように、補強インナパネル１８の前端縁２０は、その上下方向の中間部分２８が、最も前方に突出し、その最も前方に突出した中間部分２８よりも下方の下部領域２６は、その上端２９から下端２０に向けて漸次後方に後退している。その際、図６に示すように、補強インナパネル１８の前端縁２０の下部領域２６が、前方側に膨出した弧状に形成されていることが好ましい。補強インナパネル１８の前端縁２０の中間部分２８よりも上方の上部領域３１は、従来の補強インナパネルと同じく、その上部領域３１に対向したフロントピラー４の部分に沿った弧状に形成されている。この上部領域３１と中間部分２８が、図４に示したように、ドアインナパネル１４の前壁部２４に当接し、下部領域２６はドアインナパネル１４の前壁部２４に当接せず、その前壁部２４から離間している。下部領域２６は、これに対向してフロントピラー４の部分から離れる向きに後退しているのである。なお、図５においては、便宜上、補強インナパネル１８の前端縁２０が直線状に形成されているように図示してあるが、この前端縁２０の実際の形態は、上述したとおりである。
【００２６】
図１に示したように、自動車の前面衝突時に、前方から大きな衝撃力Ｆが加えられると、フロントピラー４は、前述の如く、図８に示したように弓形に変形する。このとき、図６に示すように、補強インナパネル１８の前端縁２０の中間部分２８と上部領域３１は、これらが対向するフロントパネル４の部分に沿った形態に形成されていると共に、その下部領域２６は、その上端２９から下端３０に向けて漸次後方に後退し、しかもその下部領域２６が前方側に弧状に膨出しているので、図８に示したように弓形に変形するフロントピラー４は、ドアインナパネル１４の前壁部２４を介して、補強インナパネル１８の前端縁２０の全体に亘って荷重を及ぼす。従来のように、弓形に変形するフロントピラー４が、インナパネル１４の前壁部２４を介して、補強インナパネル１８の前端縁２０のうちの下部領域２６にだけ強く当るのではなく、前端縁２０の全体に亘って当るのである。このため、前端縁２０に加えられる単位面積当りの荷重の値が小さくなり、補強インナパネル１８に発生する応力が従来よりも小さくなる。従って、本例の自動車のリインフォースメント１６には、従来のリインフォースメントに設けられていた中間パネル２７が設けられてはいないが、そのリインフォースメント１６が図８に仮想線で示したように大きく曲げ変形することを防止することができる。このため、自動車のコストと重量を従来よりも低く抑えながら、前面衝突時にサイドドア２が潰れた状態に大きく永久変形することを阻止できる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】自動車の側面図である。
【図２】車枠とリインフォースメントの位置関係を示す図である。
【図３】サイドドアを図１のIII−III線に沿って切断した断面図である。
【図４】図１のIV−IV線断面図である。
【図５】リインフォースメントの斜視図である。
【図６】図２の部分拡大図である。
【図７】従来の自動車の車枠とリインフォースメントとの位置関係を示す図である。
【図８】前面衝突時のフロントピラーの永久変形状態を示す説明図である。
【図９】従来の自動車のリインフォースメントを示す斜視図である。
【符号の説明】
【００２８】
１  車体
２  サイドドア
４  フロントピラー
５  ロッカパネル
６  センタピラー
１１  ベルトライン
１４  ドアインナパネル
１５  ドアアウタパネル
１６  リインフォースメント
１７  補強アウタパネル
１８  補強インナパネル
２０  前端縁
２６  下部領域
２８  中間部分
２９  上端
３０  下端
３１  上部領域
Ｉ  車内
Ｏ  車外
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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