JP2017114175A - 車両用ドア構造および車両用ドアの製造方法 - Google Patents

車両用ドア構造および車両用ドアの製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】側面衝突によりアップストップ部材に荷重が入力された場合であっても、アップストップ部材が取付けられたFRP製の部材に応力集中が発生することを抑制する車両用ドア構造を提供する。【解決手段】車両用ドア構造Sは、ドアインナパネル30と、ドアインナパネル30と共に車両前後方向を長手方向とする閉断面構造部35をサイドドア10の上部に形成する繊維強化樹脂製のBLインナRF32と、BLインナRF32と接合された被接合部50T、及び、閉断面構造部35よりも車両幅方向外側に配置されたストッパゴム64、を含んで構成されるアップストップ部材40と、を備える。BLインナRF32には、閉断面構造部35の内外を連通すると共にアップストップ部材40が挿通された連通孔33が形成されている。被接合部50Tは、車両幅方向内側からBLインナRF32と重ね合された状態でリベットにより接合されている。【選択図】図5

Description

本発明は、車両用ドア構造および車両用ドアの製造方法に関する。
特許文献1に開示されている車両用ドア構造では、ドアガラスの上昇範囲を制限するためのアップストップ部材(ガラスストッパ―)がドア本体の内部に設けられている。このアップストップ部材は、ドアインナパネルの上部に設けられた補強部の車両幅方向外側に取付けられている。
特開平7−81405号公報
上記従来の車両用ドア構造では、補強部においてアップストップ部材が車両幅方向外側に突出しているため、側面衝突時にドアアウタパネルが車両幅方向内側に侵入してきた場合、補強部におけるアップストップ部材が取付けられている部分に応力が集中する。そのため、特に、アップストップ部材が取付けられる部材を繊維強化樹脂(以下、FRPという。)製とした場合、応力集中を抑制する構造が望まれる。
本発明は上記事実を考慮し、側面衝突によりアップストップ部材に荷重が入力された場合であっても、アップストップ部材が取付けられたFRP製の部材に応力集中が発生することを抑制する車両用ドア構造および車両用ドアの製造方法を提供することを目的とする。
請求項1に記載の車両用ドア構造は、第1パネルと、前記第1パネルの車両幅方向外側に設けられ、前記第1パネルと共に車両前後方向を長手方向とする閉断面構造部を車両用ドア上部に形成する繊維強化樹脂製の第2パネルと、前記第2パネルと接合された被接合部、及び、前記閉断面構造部よりも車両幅方向外側に配置されてドアガラスの下部に設けられたガラス側部材と当接することによりドアガラスの上昇範囲を制限する当接部、を含んで構成されるアップストップ部材と、前記第2パネルと前記被接合部とを接合するリベットと、を備えるサッシュレスの車両用ドア構造であって、前記第2パネルには、前記閉断面構造部の内外を連通すると共に前記アップストップ部材が挿通された連通孔が形成されており、前記被接合部は、車両幅方向内側から前記第2パネルと重ね合された状態で接合されている。
請求項1に記載の車両用ドア構造では、第1パネルと、第1パネルの車両幅方向外側に設けられた第2パネルとにより、車両前後方向を長手方向とする閉断面構造部が車両用ドア上部に形成されている。これにより、車両用ドアの上部が補強されている。また、第2パネルが繊維強化樹脂(FRP)製とされていることにより、車両用ドアが軽量化されている。
また、この車両用ドア構造は、アップストップ部材を備えている。アップストップ部材は、第2パネルと接合された被接合部、及び、閉断面構造部よりも車両幅方向外側に配置された当接部と、を含んで構成されている。当接部がガラス側部材と当接することにより、ドアガラスの上昇範囲が制限される。
さらに、第2パネルには、閉断面構造部の内外を連通する連通孔が形成されている。この連通孔にアップストップ部材が挿通されており、アップストップ部材の被接合部は、車両幅方向内側から第2パネルと重ね合された状態で、第2パネルとリベットにより接合されている。
このため、側面衝突時にアップストップ部材に車両幅方向内側へ向かう大きな荷重が入力された場合でも、リベットが破断や破損などしてアップストップ部材が第2パネルから車両幅方向内側へ離脱することで、FRP製の第2パネルに応力集中が生じることが抑制される。
請求項2に記載の車両用ドア構造は、請求項1に記載の車両用ドア構造において、前記第2パネルと前記アップストップ部材との間には、前記第2パネルと前記アップストップ部材とを接合する接着部が形成されている。
請求項2に記載の車両用ドア構造では、第2パネルとアップストップ部材との間に、第2パネルとアップストップ部材とを接合する接着部が形成されている。つまり、第2パネルとアップストップ部材と接合が、リベットによる締結だけでなく、接着剤による接着でも行われている。このため、アップストップ部材が離脱する荷重を容易に調整することができ、また、車室内への音の侵入を抑制することができる。
請求項3に記載の車両用ドア構造は、請求項1又は請求項2に記載の車両用ドア構造において、前記アップストップ部材は、前記被接合部を含んで構成されたブラケットと、前記当接部を含んで構成されると共に前記ブラケットに固定されたアップストップ本体と、を有し、前記ブラケット及び前記アップストップ本体は、前記ブラケットに対する前記アップストップ本体の相対的な固定位置を調整可能に構成されている。
請求項3に記載の車両用ドア構造では、アップストップ部材が、被接合部を含んで構成されたブラケットと、当接部を含んで構成されると共にブラケットに固定されたアップストップ本体と、を有している。さらに、ブラケット及びアップストップ本体は、ブラケットに対するアップストップ本体の相対的な固定位置を調整可能に構成されている。このため、アップストップ部材の被接合部と第2パネルとがリベットにより接合されたままの状態で、アップストップ本体(当接部)の位置を調整することができる。
請求項4に記載の車両用ドア構造は、請求項3に記載の車両用ドア構造において、前記第1パネルには、前記アップストップ本体の相対的な固定位置を調整するための工具を挿入できる貫通孔が形成されている。
請求項4に記載の車両用ドア構造では、第1パネルに、アップストップ本体の相対的な固定位置を調整するための工具を挿入できる貫通孔が形成されている。このため、アップストップ本体の位置を調整することが容易である。
請求項5に記載の車両用ドアの製造方法は、請求項1〜請求項4の何れか一項に記載された車両用ドア構造を備える車両用ドアを製造する方法であって、前記リベットによる接合は、前記リベットの車両幅方向外側がカシメられることにより行なわれる。
請求項5に記載の車両用ドアの製造方法によれば、側面衝突時にアップストップ部材に車両幅方向内側へ向かう大きな荷重が入力された場合、アップストップ部材が車両幅方向内側へ離脱しやすい車両用ドアを製造することが容易である。
以上説明したように、本発明に係る車両用ドア構造および車両用ドアの製造方法は、側面衝突によりアップストップ部材に荷重が入力された場合であっても、アップストップ部材が取付けられたFRP製の部材に応力集中が発生することを抑制するという優れた効果を有する。
本実施形態の車両用ドア構造が適用されたサイドドアの上部を車両前後方向に直交する平面で切断した様子を示す断面図である。 アップストップ部材の取付構造を拡大して示す斜視図である。 図2に対応する分解斜視図である。 図2における5−5線に対応する断面図であり、アップストップ本体を省略した図である。 図2における5−5線に対応する断面図である。 ドアインナアッシーを示す斜視図である。 ドアアウタアッシーを示す斜視図である。 サイドドアを示す斜視図である。 本発明の車両用ドア構造を模式的に示す図であり、(A)は本実施形態を示す図であり、(B)は変形例を示す図である。
以下、図面を用いて本発明の実施形態に係る車両用ドア構造Sが適用された「車両用ドア」としてのサイドドア10について説明する。
図6にはサイドドア10が示されており、図7にはドアアウタアッシー12が示されており、図8にはドアインナアッシー14が示されている。サイドドア10は、ドアアウタアッシー12とドアインナアッシー14とを含んで構成されている。サイドドア10は、ベルトラインより上部においてドアガラスの案内をするサッシュを備えていない。すなわち、サイドドア10は、サッシュレスの車両用ドアとされている。また、ドアガラス90(図1参照)の昇降を担うレギュレータ(図示省略)は、ケーブルを駆動することによりドアガラス90を昇降するケーブル式とされている。
図7に示されるように、ドアアウタアッシー12は、サイドドア10の外板を構成する金属製のドアアウタパネル20と、環状リインフォースメント(以下、「環状RF」と略記する。)22と、ベルトラインアウタリインフォースメント(以下、「BLアウタRF」と略記する。)24と、各種ビーム26と、を主要部として構成されている。環状RF22は、金属製で環状に形成されており、ドアアウタパネル20の外縁部20Aとヘミング加工により接合されている。BLアウタRF24は、環状RF22の上部と接合されている。具体的には、図1に示されるように、BLアウタRF24の上側接合部24Uと下側接合部24Lが、環状RF22と接合されている。各種ビーム26については、サイドドア10の上下方向中間部において、その前端部及び後端部が環状RF22と接合されている。
図8に示されるように、ドアインナアッシー14は、炭素繊維強化樹脂(CFRP)製のドアインナパネル30と、ドアインナパネル30の車両幅方向内側の面30Aに接合されたCFRP製のベルトラインインナリインフォースメント(以下、「BLインナRF」と略記する。)32及び金属製のロックリインフォースメント34と、を含んで構成されている。
BLインナRF32は、長尺状でCFRP製の部材であり、長手方向を車両前後方向に向けて配置されている。また、BLインナRF32は、ドアインナパネル30の車両幅方向内側の面30Aに接合されている。具体的には、図1に示されるように、BLインナRF32の上側接合部32Uと下側接合部32Lが、ドアインナパネル30の上側接合部30Uと下側接合部30Lとそれぞれ接合されている。これにより、ドアインナパネル30とBLインナRF32とにより、サイドドア10の上部に、車両前後方向に延びる閉断面構造部35が形成されている。また、ドアインナパネル30には、閉断面構造部35の内部に配置されるリブ31が形成されている。
そして、ドアアウタアッシー12の環状RF22と、ドアインナアッシー14のドアインナパネル30とが、サイドドア10の外縁部のうちベルトライン(ドア上部の境界部分)を除く部分でボルト締結される。これにより、図6に示されるサイドドア10が構成されている。また、ドアインナパネル30の車両幅方向内側には、ドアトリム36が取付けられる(図1参照)。
〔要部構成〕
BLインナRF32における前部及び後部(図8の破線部分32T)には、それぞれ、ブラケット50とアップストップ本体60とから成るアップストップ部材40(のブラケット50)が取付けられる。以下、アップストップ部材40の取付構造について詳細に説明する。
図2には、アップストップ部材40の取付構造が、斜め下方から見た斜視図にて示されている。また、図3には、図2に対応する分解斜視図が示されている。図3に示されるように、BLインナRF32におけるアップストップ部材40(図1参照)が取付けられる部分(以下、「BLインナRF32の取付部32T」などという。)には、BLインナRF32の車両幅方向外側の面32Aと車両幅方向内側の面32Bとを板厚方向に貫通(連通)する連通孔33が形成されている。連通孔33は、後述するアップストップ本体60の基部62Aが収まる大きさとされている。また、BLインナRF32の取付部32Tには、リベット72の軸部72Cが挿通するリベット挿通孔37が、連通孔33を挟むようにして2つ形成されている。リベット挿通孔37の周縁は、他の部分と比較して厚肉とされた厚肉部39とされている。2つのリベット挿通孔37が並ぶ方向(2つのリベット挿通孔37を結んだ方向)は、ドアガラス昇降方向に垂直な方向と一致している。
ブラケット50には、BLインナRF32の取付部32Tの2つのリベット挿通孔37に対応する2つのリベット挿通孔57が形成されている。以下、リベット挿通孔57の周縁を被接合部50Tということがある。2つのリベット挿通孔57の間には、後述するアップストップ本体60と締結するためのボルト70の軸部70Aが挿通する長孔52が形成されている。長孔52の長手方向は、2つのリベット挿通孔57を結んだ方向に垂直な方向と一致している。また、ブラケット50の外縁部には、外縁部の一方向(車両上方)を除いた略U字の部分で屈曲されたフランジ部54が形成されている。
まず、BLインナRF32とブラケット50とが接合される。具体的には、ブラケット50がBLインナRF32の車両幅方向内側の面32Bに重ね合された状態で、ブラケット50のリベット挿通孔57とBLインナRF32のリベット挿通孔37に、ブラケット50側からリベット72が挿通され、リベット72のBLインナRF32側の部分がカシメられる(加圧される)。これにより、図4に示されるように、BLインナRF32の厚肉部39と、ブラケット50の被接合部50Tとがリベット72により接合される。また、このとき、ブラケット50とBLインナRF32との接合は接着剤によっても行われ、ブラケット50とBLインナRF32との間には接着部75が形成されている。ブラケット50とBLインナRF32とが接合された状態では、ブラケット50の長孔52の方向が、ドアガラス昇降方向に一致する。
次に、BLインナRF32がドアインナパネル30に接合される。図4に示されるように、ドアインナパネル30には、BLインナRF32と接合された状態でBLインナRF32の連通孔33と対向する部分に、工具を挿通できる工具挿通孔80が形成されている。
最後に、アップストップ本体60が取付けられる。具体的には、ドアインナパネル30のサービスホールからドア内部にアップストップ本体60が入れられて、図5に示されるように、ドアインナパネル30の工具挿通孔80を用いてアップストップ本体60がブラケット50に締結固定される。
図3に示されるように、アップストップ本体60は、金属製の板材を屈曲させて形成された金属部62と、ドアガラス90の下部に固定されたガラス側部材92(図1参照)が当接する「当接部」としてのストッパゴム64と、金属部62に溶接されたウエルドナット66と、を含んで構成されている。なお、図1に示されるように、ガラス側部材92は有底の円筒形状の樹脂製部材とされており、締結部材94によりドアガラス90の下部に固定されている。
金属部62は、略Z字状に屈曲されて形成されており、ブラケット50と接合された状態でブラケット50と接触する基部62Aと、基部62Aの上端から略直角に屈曲された突出部62Bと、基部62Aの下端から突出部62Bとは反対の方向へ略直角に屈曲された回転防止部62Cと、で構成されている。ストッパゴム64は、突出部62Bの先端の下側に取付けられている。アップストップ本体60がブラケット50に締結固定された状態で、突出部62Bは、BLインナRF32よりも車両幅方向外側に突出する。そして、突出部62Bに設けられたストッパゴム64は、ドアガラス90の下部に固定されたガラス側部材92に当接する位置に配置される。つまり、ドアガラス90が上昇するとガラス側部材92がストッパゴム64に当接する。これにより、ドアガラスの上昇範囲が制限される。
回転防止部62Cは、アップストップ本体60とブラケット50とが締結固定された状態で、ブラケット50の長孔52に挿通された状態となる。これにより、ブラケット50に対してアップストップ本体60がボルト70を中心に回転することが防止される。また、図1以外では図示を省略しているが、アップストップ本体60は、上述の回転防止部62C以外にも回転防止部61を備えている。
<作用・効果>
次に、本実施形態の車両用ドア構造Sの作用及び効果について説明する。
本実施形態の車両用ドア構造Sでは、ドアインナパネル30と、ドアインナパネル30の車両幅方向外側に設けられたBLインナRF32とにより、車両前後方向を長手方向とする閉断面構造部35がサイドドア10の上部に形成されている。これにより、サイドドア10の上部が補強されている。また、ドアインナパネル30及びBLインナRF32がFRP製とされていることにより、サイドドア10が軽量化されている。
また、本実施形態の車両用ドア構造Sは、アップストップ部材40を備えている。アップストップ部材40は、BLインナRF32と接合された被接合部50Tと、閉断面構造部35よりも車両幅方向外側に配置されたストッパゴム64と、を含んで構成されている。ストッパゴム64がガラス側部材92と当接することにより、ドアガラス90の上昇範囲が制限されている。
さらに、BLインナRF32には、閉断面構造部35の内外を連通する連通孔33が形成されている。この連通孔33にアップストップ部材40が挿通されており、アップストップ部材40の被接合部50Tは、車両幅方向内側からBLインナRF32と重ね合された状態で、リベット72により接合されている。
このため、側面衝突時にアップストップ部材40に車両幅方向内側へ向かう大きな荷重F(図5の矢印F参照)が入力された場合でも、リベット72が破断や破損などしてアップストップ部材40がBLインナRF32から車両幅方向内側へ離脱する。より具体的には、アップストップ本体60に入力された荷重Fが基部62Aを介してブラケット50に伝達し、ブラケット50とBLインナRF32とを接合しているリベット72の車両幅方向外側の頭部(カシメ部72A)が変形や破断などし、ブラケット50がアップストップ本体60と共にBLインナRF32から車両幅方向内側に離脱する。これにより、FRP製のBLインナRF32に応力集中が生じることが抑制され、以ってBLインナRF32の破断を抑制することができる。
また、本実施形態の車両用ドア構造Sでは、BLインナRF32とアップストップ部材40のブラケット50との間に、BLインナRF32とブラケット50とを接合する接着部75が配置されている(図4参照)。つまり、BLインナRF32とアップストップ部材40のブラケット50と接合が、リベット72による締結だけでなく、接着剤による接着でも行われている。このため、アップストップ部材40が離脱する荷重を、接着剤の塗布面積(配置面積)や接着剤の種類などで容易に調整することができ、また、車室内への音の侵入を抑制することができる。
また、本実施形態の車両用ドア構造Sでは、図5に示されるように、アップストップ部材40が、被接合部50Tを含んで構成されたブラケット50と、ストッパゴム64を含んで構成されると共にブラケット50に固定されたアップストップ本体60と、から成っている。さらに、ブラケット50及びアップストップ本体60は、図2に示されるようにブラケット50に長孔52が形成されていることにより、ブラケット50に対するアップストップ本体60の相対的な固定位置を調整可能に構成されている。このため、アップストップ部材40のブラケット50とBLインナRF32とがリベット72により接合されたままの状態で、アップストップ本体60の位置を調整することができる。また、このため、製造過程において、先にブラケット50をBLインナRF32に接合しておき、サイドドア10の車両本体への組付けが済んだ後に、アップストップ本体60をサイドドア10に取付けることができる。
また、本実施形態の車両用ドア構造Sでは、図5に示されるように、ドアインナパネル30に、アップストップ本体60の相対的な固定位置を調整するための工具(また、アップストップ本体60をブラケット50に固定するための工具)を挿入できる貫通孔である工具挿通孔80が形成されている。このため、アップストップ本体の位置を調整することが容易である。また、このため、BLインナRF32とドアインナパネル30が接合された後にアップストップ本体60を取付けることが容易である。
また、本実施形態の車両用ドア構造Sでは、ブラケット50とBLインナRF32との接合に関し、図3に示される頭部72B及び軸部72Cからなるリベット72がブラケット50側から挿通され、軸部72CのうちBLインナRF32から飛び出した部分が変形することにより接合される(換言すると、リベットの車両幅方向外側がカシメられることにより接合される)。これにより、リベット72は、カシメ部72Aを車両幅方向外側に向けている。また、その結果、リベット72の車両幅方向外側の頭部(カシメ部72A)は、車両幅方向内側の頭部72Bよりも小径になっている。
〔上記実施形態の補足説明〕
なお、上記実施形態では、図9(A)に模式的に示されるように、ドアインナパネル30の車両幅方向外側にBLインナRF32が接合されて、車両前後方向を長手方向とする閉断面構造部35が車両用ドア上部に形成されるものであったが、本発明はこれに限定されない。図9(B)に示されるように、BLインナRF32が接合される位置が、ドアインナパネル30の車両幅方向内側であってもよい。図9(A)に示される構造では、ドアインナパネル30が「第1パネル」に相当し、BLインナRF32が「第2パネル」に相当する。他方、図9(B)に示される構造では、BLインナRF32が「第1パネル」に相当し、ドアインナパネル30が「第2パネル」に相当する。
また、上記実施形態では、「第1パネル」に相当するドアインナパネル30がCFRP製とされていたが、本発明の第1パネルの材質はこれに限られず、鉄やアルミなどの金属製であってもよい。また、「第2パネル」に相当するBLインナRF32がCFRP製とされていたが、本発明の第2パネルの材質はこれに限られず、例えば、ガラス繊維強化樹脂(GFRP)製とされていてもよい。
また、上記実施形態では、アップストップ部材40が、アップストップ本体60と、アップストップ本体60とは別体として形成されると共にアップストップ本体60と締結固定されるブラケット50とにより構成されていたが、本発明はこれに限られない。アップストップ部材が、アップストップ本体60とブラケット50とが一体成型されたものであってもよい。
また、上記実施形態では、環状RF22がドアアウタパネル20と接合され、ドアインナパネル30が環状RF22に締結固定されたサイドドア10であったが、本発明はこれに限られない。車両用ドアは、環状RFを備えておらず、ドアインナパネルが直接ドアアウタパネルと接合された構造であってもよい。また、上記実施形態では、レギュレータがケーブル式とされていたが、レギュレータの形式は特に限定されない。
また、上記実施形態では、ブラケット50とBLインナRF32との接合が、リベットの車両幅方向外側がカシメられることにより行われていたが、本発明はこれに限られず、車両幅方向内側がカシメられることで接合されていてもよい。さらに、本発明の「リベット」の種類は特に限定されない。例えば、ブラインドリベットであってもよいし、セルフピアスリベットであってもよい。
S 車両用ドア構造
10 サイドドア(車両用ドア)
30 ドアインナパネル(第1パネル)
32 BLインナRF(第2パネル)
33 連通孔
35 閉断面構造部
40 アップストップ部材
50 ブラケット
50T 被接合部
60 アップストップ本体
64 ストッパゴム(当接部)
72 リベット
75 接着部
80 工具挿通孔(貫通孔)
90 ドアガラス
92 ガラス側部材

Claims (5)

  1. 第1パネルと、
    前記第1パネルの車両幅方向外側に設けられ、前記第1パネルと共に車両前後方向を長手方向とする閉断面構造部を車両用ドア上部に形成する繊維強化樹脂製の第2パネルと、
    前記第2パネルと接合された被接合部、及び、前記閉断面構造部よりも車両幅方向外側に配置されてドアガラスの下部に設けられたガラス側部材と当接することによりドアガラスの上昇範囲を制限する当接部、を含んで構成されるアップストップ部材と、
    前記第2パネルと前記被接合部とを接合するリベットと、
    を備えるサッシュレスの車両用ドア構造であって、
    前記第2パネルには、前記閉断面構造部の内外を連通すると共に前記アップストップ部材が挿通された連通孔が形成されており、
    前記被接合部は、車両幅方向内側から前記第2パネルと重ね合された状態で接合されている、
    車両用ドア構造。
  2. 前記第2パネルと前記アップストップ部材との間には、前記第2パネルと前記アップストップ部材とを接合する接着部が形成されている、
    請求項1に記載の車両用ドア構造。
  3. 前記アップストップ部材は、前記被接合部を含んで構成されたブラケットと、前記当接部を含んで構成されると共に前記ブラケットに固定されたアップストップ本体と、を有し、
    前記ブラケット及び前記アップストップ本体は、前記ブラケットに対する前記アップストップ本体の相対的な固定位置を調整可能に構成されている、
    請求項1又は請求項2に記載の車両用ドア構造。
  4. 前記第1パネルには、前記アップストップ本体の相対的な固定位置を調整するための工具を挿入できる貫通孔が形成されている、
    請求項3に記載の車両用ドア構造。
  5. 請求項1〜請求項4の何れか一項に記載された車両用ドア構造を備える車両用ドアを製造する方法であって、
    前記リベットによる接合は、前記リベットの車両幅方向外側がカシメられることにより行なわれる、
    車両用ドアの製造方法。
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