CN102458890A - 装有合页的机动车门 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种机动车门(10)，其包含：-一个至少部分地由塑料材料制成的车门主体(14)；-一个用于连接该车门主体与车身的合页的至少一个部件(16)，此部件与车门主体的至少一个元件(14)形成一个整体，并优选地构成所述合页的一个关节。

Description

装有合页的机动车门

技术领域

本发明涉及一种机动车门。

背景技术

一个机动车门包含一个车门主体，其构成一个至少部分地封闭一个车身开口的部件。此主体在一个封闭该开口的封闭位置和一个使开口敞开可达的通行位置之间是可移动的。

所述车门主体由一个枢轴约束(liaison pivot)连接到车身上，通常通过两个合页来完成。按照定义，每个合页包括一个所谓的固定关节(charnon)，与车身连接一体，和一个所谓的活动关节，与车门连接一体。每个关节包括一个凹槽，两个凹槽共线并容纳同一根轴，其安装方式使得每个关节可以独立地绕该轴旋转。这两个关节构成了合页的由一个枢轴约束连接的两个部分。

在现有技术中，车门由塑料材料制成，并且通过这样的方式组装到车身上：由金属材料制成并预先组装在一起的固定关节和活动关节，通过活动关节被螺丝固定安装在车门的一个端部上，这个整体再通过固定关节被螺丝固定安装在车身上。

这样的组装方法需要在最终装配线上完成多个工序，是相对复杂的。此外，为了使各部件彼此正确定位，这种组装方法可能需要校准部件之间，特别是合页之间的相对位置。因此，组装时间会相当长。另外，为了执行这些工序，通常需要相当昂贵的工具。

发明内容

本发明旨在提供一种机动车门，以简化将车门安装到车身上的组装方法，并节约此组装的相关成本。

因此，本发明的一方面是一种机动车门，其包含：

-一个至少部分地由塑料材料制成的车门主体；

-一个用于连接该车门主体与车身的合页的至少一个部件，此部件与车门主体的至少一个元件形成一个整体，并优选地构成所述合页的一个关节。

所谓“形成一个整体”，指的是合页的所述部件与车门的所述元件连成一体，并且不是通过其它外部固定手段(例如焊接、粘接、螺丝固定等)来实现的。

这样，由于不同部件的数量减少，它们彼此定位的步骤得以简化。这样就可以减少组装时间和用于定位车门与车身的工具数量。由此，机动车的制造成本得以降低。

在一个优选的实施方式中，合页的所述部件与车门主体的所述元件至少部分地由塑料材料制成，合页的所述部件与该元件通过整体模塑成型(venue de moulage)。

这样，得益于本发明，合页的重量也可以减小。实际上，在现有技术中，合页是由钢制成的，并且厚度相当大，特别是用于如发动机罩或后备箱门的那些合页，用塑料替换钢材可以为合页减重30％到50％，这是很有利的，特别是从减少机动车耗油量的角度来看。

按照本发明的车门可以适于放置在车身上使得车门主体呈基本水平。这样的车门特别是发动机罩或后备箱门。

在这种情况下，由于车门的朝向，车门和合页会在高速撞击中特别受力。所谓高速撞击是指，机动车在速度超过15km/h，特别是50km/h时与障碍物相撞。在这种撞击下，合页的断裂是非常危险的，因为这样车门就很可能与车身脱离、穿透挡风玻璃并撞击位于机动车前部的乘客。

本发明中发明人采用的手段是独创的，因为在现有技术中，这些合页通常非常坚固，由金属制成并加强，以增强其对抗高速撞击的抵抗力。在这样的背景下，使用至少部分地由塑料制成的合页——就像按照本发明可能使用的一样，特别是当它们与车门主体整体模塑而成时——与本领域技术人员的所有现有知识是背道而驰的。

然而，本发明的发明人认识到，如果正确地确定车门尺寸，特别是其合页的尺寸，使用一个包括塑料合页部件的车门，是完全可以满足现行撞击规范的要求的。

此外，当发生高速碰撞时，车门主体与合页之间的重叠接触面越大，受力的分布就越好。使用塑料合页，可以增大此重叠接触面；而使用那种需要加装在车门上的合页(无论是什么材料制成的)则不可能做到，因为在撞击作用下，受力会集中于连接点(如螺丝等)，即局部区域，这会引发车门或合页在连接点处由于超应力而断裂的风险。

在此实施例中，车门主体优选地包含一个折痕区，适于在车门受到高速撞击时折叠起来，也就是说当受到一个基本沿汽车纵向的力时。该折痕区优选地包含一个厚度减小区，其在车门的一整个尺寸上和/或沿车门横向延伸。

实际上，在这种情况下，合页不再承受高速撞击带来的全部应力，而由车门主体通过折叠吸收了此应力的一部分。这样降低了合页部件应具备的强度，特别是当它们与车门主体整体模塑而成时，并且使车门主体的设计更简单。此外，即使合页的所述部件设计为能够独自抵抗这一撞击，这样也可以避免全部受力转到合页连接的转轴或枢轴上，它们同样容易断裂并引起车门与车身的脱离。

然而，一个这样的折痕区，或者其它所有为了在高速撞击时减小合页受力的元件，其存在都是优选方案，在任何情况下皆非必须，因为即使用塑料制成，合页的部件也可以满足独自抵抗高速撞击的要求。

可选地，车门也可以是机动车的后挡板或侧门。

本发明也可以包括以下一个或多个技术特征：

-车门主体包含一个车门内衬(doublure)和一个用于覆盖该内衬的蒙皮，合页的所述部件与该内衬的一个元件形成一个整体，特别是与该内衬整体模塑而成。此处“蒙皮”是指，当车门安装到汽车上时，一块从汽车外部可见的车门板件，而“内衬”是指位于该车门蒙皮之下的一块板件，

-合页的所述部件包含一个肋网(réseau de nervures)。此肋网的作用在于加强合页。它可以包含一个肋栅格(quadrillage)，特别是互相垂直的栅格。这些肋的厚度可以大于或等于2.5毫米(mm)；

-如果合页的所述部件与车门主体整体模塑而成，此部件可以包含一个易断区，在受撞击时断裂。在如发动机罩、后挡板或后盖板的门上设置这样一个易断区，其好处在于，当受到撞击时，这些断裂区域优先断裂，从而保全了其它功能性区域。对于发动机罩来说，合页的所述部件可以设计为，如果一个行人的头部与其相碰撞，它可以局部断裂，此易断区优选为由该部件的一个厚度较小的区域或几何异型(singularité géométrique)所构成。这样的一个区域特别适于受到头部撞击时断裂，即当一个行人的头部撞击车门时，其作用于发动机罩上的力的方向是基本竖直的，并且力的数值大于一个预先设定的数值。头部撞击是指，一个车门，特别是发动机罩，与汽车撞翻的行人头部之间的撞击。由于合页通常是坚固的，当行人头部撞击在其上时会受到严重的损伤。合页由塑料制成，可以为其提供一个设计简单的易断区，例如一个厚度较小的区域。这样做的好处是，当易断区断裂，行人头部受到的力就减弱了。由此得以降低对行人头部造成的损伤。这样的损伤要小于当发动机罩与现有技术中的合页相撞(heurte)，即使这些合页也是设计为用来处理行人碰撞的。实际上，由于现有合页是金属制成的，它们顶多设计为当发生头部撞击时，可以受压弯曲或者变形，但不能断裂。这样，其对于行人头部受力的减小作用就没那么显著。此外，为了防止行人受伤，市场上某些发动机罩上，发动机罩与车身的非常硬直的连接区域置于发动机罩后部，靠近挡风玻璃，这样该连接区域就不再位于行人头部的保护区内。本发明的解决方案可以把合页的部件置于发动机罩之下，同时又保护行人头部。另外这样也可以减小关节的长度，由此减小它们的质量，而同时可以避免用那些复杂的拉长的、并降低车门抗扭强度的形状(天鹅颈)；

-可选地，车门包含一个纤维编织层(tresse de fibres)，特别是用玻璃纤维，或包含一个金属薄片，其放置为当易断区断裂时，可以维持车门的各个部件连接在一起。该编织层尤其可以在合页的所述部件上过模成型(surmouler)。这样，当有头部撞击在合页上且易断区断裂时，可以防止发动机罩与车身分离。这样的一个编织层或薄片也可以用作高速撞击时的安全装置，以避免发动机罩与车身分离，并嵌入汽车驾驶舱或崩离汽车，从而很可能伤害汽车乘客或路人。因此，即使车门不包含一个用于处理头部撞击的易断区时，也可以包含这样的一个编织层或薄片；

-合页的所述部件作为合页的第一部件，车门包含加装于该第一部件上的第二部件，该第二部件优选构成一个合页关节，可相对活动地安装于第一部件上。通过这种方式，先将整个合页安装到车门上，然后才在装配线上将车门安装到车身上，由于需要安装的元件数量减少，制造成本得以降低。另外，通过减小车门与合页元件之间的组装链，各组件的几何形状得以改善，因为它们彼此间的定位是在塑模中完成的。发动机罩最后通过拧紧合页的固定关节而安装到车身上，这样可以保留惯用的发动机罩相对于车身的位置校准。由于仅需要一次螺丝拧紧，与现有技术中惯用的两次螺丝拧紧的结合相比，发动机罩与侧翼之间的间隙得到了改善。可选地，所述第二部件至少部分地由塑料制成。这样可以进一步减小汽车的重量，因此是特别有益的；

-车门主体和合页的所述部件至少部分地由一种热塑材料制成，例如聚酰胺或聚丙烯，或至少部分地由一种热固材料制成，上述两种材料优选为带加强，特别是由玻璃纤维、碳纤维或纳米负荷(nano-charges)纤维加强；

-合页的所述部件至少部分地由一种金属材料制成，并优选包含至少一个金属板，特别是过模成型的金属板。

本发明的另一个方面是一个车门总成和一个汽车车身，其特征在于该车门包含：

-一个至少部分地由塑料材料制成的车门主体；

-一个用于连接该车门主体与车身的合页的至少一个部件，此部件与车门主体的至少一个元件形成一个整体，

所述车门优选适于放置在该汽车车身上而使得该车门主体呈基本水平。

本发明的另一个方面是一种机动车门的制造方法，其特征在于，车门主体的至少一个部件与用于将此车门连接于车身上的一个合页的一个部件为整体模塑，该方法可选地包含一个预备步骤，即，将至少一个加强元件，特别是一个金属元件或玻璃纤维编织层，放置在模具中用来形成合页的所述部分的那个区域中这个步骤。

附图说明

结合以下附图，通过对下述非限定性实施例的描述，可以更好地理解本发明，在附图中：

-图1为一个形成按本发明的一种实施方式的车门的发动机罩的后部透视图；

-图2A和2B为一个后挡板及其上部细节的透视图，该后挡板形成按照本发明的第二种实施方式的的车门；

-图3为图2B中后挡板的A-A断面图；

-图4A和4B为一个后挡板及其上部细节的透视图，该后挡板形成按照本发明的第三种实施方式的车门；

-图5为图4A和4B所示实施方式中车门的合页部件的透视图；

-图6为一加强件的透视图，该加强件适于安装在图4A所示后挡板上；

-图7为一后备箱门的透视图，其形成按照本发明的另一种实施方式的车门。

具体实施方式

图1显示了一个形成按本发明的一种实施方式的发动机罩。从图1上看到的是该发动机罩的内面12，即朝向发动机舱的那面。

该发动机罩10由塑料制成，特别是由一种热塑材料制成，如聚酰胺或聚丙烯，优选由玻璃纤维加强，它包含一个用于强化该发动机罩的金属镶件(insert)13，塑料在此镶件上过模成型。图1中此镶件用灰色表示，只在发动机罩的端部可见，但实际上它存在于发动机罩的整个宽度上，至少在发动机罩的后部上。

发动机罩包含一个车门主体14，用于覆盖发动机舱。该车门主体由一发动机罩内衬15形成，此内衬朝向发动机舱并将由一个发动机罩蒙皮(图中未显示)所覆盖，该蒙皮构成汽车的从外部可见的外观部件。

发动机罩在其后部的每个侧端部包含一个合页的部件16，具体地说构成了一个连接此发动机罩与机动车身的合页的一个关节，即活动关节。这些关节16由塑料制成并与车身主体14为整体模塑而成。

每个关节16呈L形，突出向发动机罩主体的后部。关节在其端部包含一个开口18，用于容纳一根轴，通过此轴，关节16与合页的另一关节(即固定关节，图中未显示，可由塑料或金属材料制成)连接在一起，该关节置于机动车身上。将固定关节安装到发动机罩上的时机，可以优选在把发动机罩安装到车身上之前甚至同时。

发动机罩的关节16借助于一个包含肋20a，20b的肋网而形成，特别是一个呈蜂窝结构的垂直肋栅格，这些肋的厚度大于或等于2.5mm。这些肋可以加强关节16，使其能够抵抗高速撞击。发动机罩加强件的金属镶件与肋网之一20整合。

关节16还包含一个几何异型22。其为一个很局部的区域，包含较少的肋，也可能带有一个厚度减小的区域，因而其强度小于关节16的其它部分。设置此区域22旨在防止头部撞击在发动机罩的关节16上的行人受伤。实际上，其为一个适于在受到此种撞击时断裂的区域，也就是说，当它受到一个竖直向下的力时断裂。得益于此区域，当行人头部撞击在关节上时，其受力减小。图1中所示的该区域22为其断裂后。

金属镶件13穿过该断裂区。它能够在受到高速撞击或头部撞击之后关节移位的情况下，使发动机罩各部件之间保持连接状态。

发动机罩包含一个折痕区24，其沿汽车的整个横向尺寸延伸。在高速撞击时，会产生一个沿汽车纵向的力，此区域折叠起来，并由此减小合页的受力。

整合了合页的一部分的发动机罩可以降低汽车的制造成本，特别是将发动机罩安装到车身上的组装成本，而同时又可以抵抗高速撞击。

上述例子中描述的金属镶件是可选的。此外，发动机罩还可以包含两个镶件，分别位于其侧向端部、合页附近，或者由纤维编织层所替代。

发动机罩也可以为单一部件，而不包括一个内衬和一个蒙皮。

此外，应注意到关键的形状不限于以上所述。一个这样的关节可以不包含肋，以及/或者不呈L形。肋可以具有不同的厚度或角度。肋网中肋的数量可变。

头部撞击的断裂区也是可选的，并可以用其它方式构成，例如肋中一个厚度较小的区域。

图2A、2B和3中显示了一个按本发明一种实施方式的后挡板箱(caisson de hayon)30。

此后挡板箱30与一覆盖后挡板的蒙皮一起，构成汽车后挡板。此蒙皮是从汽车外部可见的外观部件。

此后挡板箱包括一个上部31a和一个下部31b，由两个立柱31c连接起来，两立柱中间设有一个开口31d，用于容纳后玻璃。

此箱由一种热塑材料34制成，特别是聚酰胺或聚丙烯，在其上部31a的侧向端部及对应的立柱附近包含一个金属元件32，由铝或钢制成，在其朝向汽车内部的面上用塑料过模成型，如图3特别所示。

此金属元件32构成箱的一个加强件，它在上端部处包含两个合页的部件36，构成一个合页的活动关节，用来连接后挡板和车身。此加强件32在其构成活动关节的部分36处，没有用塑料过模。

关节36由一个金属舌片构成，例如由钢或铝制成，在构成加强件的金属薄片中成形。它从加强件的上端部，特别是从加强件的构成箱30上部31a的那部分，突出出来。此舌片在其自由端是卷起来的，构成一个空腔38，用来容纳合页的一个连接轴。此轴也与合页的固定关节(图中未显示)相连接，并构成活动关节36和对应的固定关节之间的枢轴约束。

作为变体，该加强件32也可以例如构成整个箱，或与前述的形状完全不同。活动关节36也可以与前述形状不同。后挡板箱的形状也不限于前述。例如，热塑材料可以在加强件上过模成型，特别是在箱的上部，以从其朝向外部的面上突出而形成肋。

下面将结合图4A和4B来描述按本发明另一实施方式的后挡板箱40。

除了在合页的区域，该箱与前述的箱30的整体形状相同，它包含一个一个上部41a和一个下部41b，由两个立柱41c连接起来，两立柱中间设有一个开口41d。

在此实施例中，该箱由塑料制成，特别是热塑材料，如聚酰胺或聚丙烯，其通过模塑成型，不具备用以整体强化后挡板的结构上的加强件。但它可以包含局部的金属加强件，塑料在其上过模成型。该后挡板是这样制成的：所述热塑材料在挡板上部41a中形成强化肋42，突出于后挡板箱朝向汽车外部的那面。

在上部41a的上端部，该箱40包含两个元件44，分别构成一个用于连接该箱与车身的合页的一个关节。这两个关节成型于后挡板箱朝向汽车内部的那面，比该箱的其它部分突出向汽车内部。

这些关节44与箱为整体模塑而成，与箱的其余部分同时模塑。如图5所示，每个关节44由三个空心接点46构成，朝向汽车内部延伸。每个接点包含两个侧壁47，每个侧壁在中部刺穿，形成相对的孔48。这样，该活动关节44就可以容纳一个连接轴，该轴用于插入活动关节的孔和固定关节的相对的孔(未示出)。固定关节可以造型成包含用于插入活动关节44的接点46之间的壁。

活动关节可以包含厚度大于模塑箱的其余部分的壁，或者一个置于例如每个接点46内面上的金属加强件。这样可以增大其强度，以适应其与箱的其余部分相比更大的受力。

作为变体，如图6所示，后挡板箱可以包含一个过模成型的镶件50，其覆盖全部或部分箱以强化该箱。此镶件在其上端部包含两个突出于后挡板的舌片52。每个舌片的中央都钻有一孔54。

在这种情况下，如图5所示的一个合页在此镶件上过模成型，使得舌片54构成合页外侧面的加强件。

最后将描述按另一种实施方式的一个车门。图7显示了一个后备箱门60。图中所示为该后备箱门的一个内衬62的上表面。该内衬被一未显示在图中的蒙皮所覆盖。该内衬由热塑材料制成，在其前端部包含合页64的一部分，此部分构成该合页的一个活动关节，用于连接车门和车身，该关节与后备箱门内衬为整体模塑而成。该关节64的形状与图5描述的关节一样。它置于内衬的一个竖直壁66上，该壁位于后备箱门的前端部，当该后备箱门安装到汽车上时，该关节向汽车前方突出。

当然，本发明不限于前面描述的实施方式。任何车门(发动机罩、后挡板、侧车门、后备箱门)都可以包含合页的一个部分，其形如本发明中任一实施例中所描述的。例如，一个后备箱门可以包含图1所示实施例中的合页。

本发明适用的材料也不局限于所述材料。车门主体可以由例如热固材料制成，如片状模复合物(SMC)。这些材料也可以通过各种添加剂来加强或填充。

也可以设想，对合页的所述部分加强的程度大于车门主体，例如在此区域设置不同的纤维方向，或者提高纤维的比例。

车门还可以包含一个或多个各种形状的镶件，又或者没有镶件，本发明的实施不依赖于一个这样的镶件的存在。

Claims (10)

1.一种机动车门(10；30；40；60)，其特征在于，其包含：

-一个至少部分地由塑料材料制成的车门主体(14；30；40；60)；

-一个用于连接该车门主体与车身的合页的至少一个部件(16；36；46；64)，此部件与车门主体的至少一个元件(14；32；41a；62)形成一个整体，并优选地构成所述合页的一个关节。

2.如权利要求1所述的车门，其特征在于，其中所述元件(14；41a；62)和合页的所述部件(16；46；64)都至少部分地由塑料材料制成，合页的所述部件与所述元件为整体模塑而成。

3.如权利要求1或2所述的车门，其特征在于，其由一个发动机罩(10)或一个后备箱门(60)构成。

4.如权利要求1～3之一所述的车门，其特征在于，其中所述车门主体包含一个折痕区(24)，适于在车门受到高速撞击时折叠起来，该折痕区优选地包含一个厚度减小区，其在车门的一整个尺寸上和/或沿车门横向延伸。

5.如权利要求2～4之一所述的车门，其特征在于，其中合页的所述部件包含一个易断区(22)，适于在受撞击时断裂，该易断区优选为由该合页部件的一个厚度较小的区域或几何异型所构成。

6.如权利要求2～5之一所述的车门，其特征在于，其中所述车门主体和合页的所述部件都至少部分地由热塑材料制成，例如聚酰胺或聚丙烯，或者至少部分地由一种热固材料制成，上述两种材料优选为带加强，如玻璃纤维、碳纤维或纳米负荷纤维加强。

7.如权利要求1～6之一所述的车门，其特征在于，其中车门主体包含车门内衬(15)和一个用于覆盖该内衬的蒙皮，合页的所述部件与该内衬的一个元件形成一个整体。

8.如权利要求1～7之一所述的车门，其特征在于，其中合页的所述部件包含一个肋网(20)。

9.如权利要求1～8之一所述的车门，其特征在于，其中合页的所述部件优选包含至少一个金属或玻璃纤维的板或编织层(13；32；54)，特别是过模成型的。

10.一种机动车门的制造方法，其特征在于，车门主体的至少一个部件与用于将此车门连接于车身上的一个合页的一个部件为整体模塑，该方法可选地包含一个预备步骤，即，将至少一个加强元件，特别是一个金属制或玻璃纤维制的加强元件，放置在模具中用来形成合页的所述部分的那个区域中这个步骤。

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