CN107539077A - 用于车门组件的硬件模块的具有多面安装接口的内支撑板 - Google Patents

Abstract

本文在此公开了车门内板，制造此种门内板的方法，以及具有使用门内板的门组件的机动车辆。提出了一种用于具有硬件模块的车门组件的门内板。该门内板包括具有用于容纳窗玻璃的窗框的顶盖部分。外壳部分附接到顶盖部分并安装到车体的门框上。该外壳部分具有用于硬件模块的硬件框架。硬件框架包括：在外壳部分的内侧表面上用于耦接到硬件模块的单元托架的外侧表面的安装接口；在外壳部分的前后表面上用于密封地附接到单元托架的外围表面的安装接口；以及在外壳部分的外侧表面上用于耦接到单元托架的内侧表面的安装接口。

Description

用于车门组件的硬件模块的具有多面安装接口的内支撑板

技术领域

本公开总体上涉及用于机动车的门组件。更具体地，本公开的方面涉及用于将车门组件的机械和电气硬件模块安装到门的内支撑板的结构界面。

背景技术

目前生产的汽车，例如现代汽车，最初装有驾驶员侧和乘客侧门组件，这些组件可移动地安装在车辆的白车身上，以保护乘客车厢中的物品并提供通道以进出车辆。很多常规的车门组件被设计成具有从门组件的内部延伸到乘客车厢中的扶手。通常，部分装饰性内饰结构限定门组件的内表面，扶手通常与门闩释放杆和用于打开和关闭门组件的拉手或拉杯集成。还设置了沿外门板的门把手，其用于从车外打开和关闭门组件。常规的外门把手包括拉杆手柄部分，其在被安装到外门板的支架或底盘上枢转。手柄部分的枢转运动施加张力到使闩锁机构移动的电缆上，以释放闩锁并打开车门。还可提供一种锁定机构，以防止车门组件在车辆运行期间或之后被不必要地打开。

许多车门组件被设计为多层夹层结构，其具有安装在冲压而成的金属片内支撑板的外侧上的外“A表面”门板，并具有安装在支撑板的内侧以面向乘客车厢的内装饰板。门的各种电气和机械硬件部件(例如窗升降组件、声学扬声器、门闩组件、门锁组件、电气线束等)被封装在这些相互连接的面板之间。例如，窗升降组件和门闩/锁系统利用夹在外门板和内饰板之间的高压电缆和滑轮装置。为了减少与组装整个车门相关联的时间和复杂性，可以将部分或全部上述硬件部件预先组装到单元托架上，以形成整体子组件，更通常称为“门硬件模块”。这样做时，单元托架与已经安装的功能硬件组件一起作为完整的可预测试的硬件模块安装到门结构中。

发明内容

本文在此公开了用于车门组件的内支撑板、制造和使用这种内支撑板的方法，以及具有车门组件的机动车辆，其中车门组件包括安装有门硬件模块的内支撑板。以非限定示例的方式，提出了一种具有用于门硬件模块的多面附接接口的改进的冲压金属门内板。门内板(可互换称为“内支撑板”)形成有上“顶盖”部分，其限定用于容纳可移动窗玻璃板的窗框，并与下“外壳”部分一体邻接，下“外壳”部分限定用于容纳门硬件模块的硬件框架。也就是说，外壳部分由前铰链柱和后闩锁柱制成，前铰链柱和后闩锁柱同窗口腰线和趾盘部分相配合以限定设计成嵌套进硬件模块的中心硬件框架或“切口”。围绕该硬件框架的内周形成有三个(或更多)安装接口区域：区域1沿着门内板的内侧表面形成，并且包括紧固件槽，紧固件槽用于安装到门硬件模块的单元托架的外侧表面；区域2沿着门内板的前后表面形成，并且包括密封结构，密封结构用于附接到门硬件模块的单元托架的外围表面；以及区域3沿着门内板的外侧表面形成，并且包括紧固件槽，紧固件槽用于安装到门硬件模块的单元托架的内侧表面。

每个安装接口区域可以被划分成围绕硬件框架的周边间隔开的区域部分。作为示例，区域1可以包括定位成邻近前向铰链柱的一个部分，定位成邻近后部闩锁柱的另一部分，以及定位成邻近门内板的趾盘的第三部分。同样地，区域2可以包括定位成邻近前向铰链柱的一个部分，以及定位成邻近后部闩锁柱的另一部分。对于至少一些实施例，区域2通常用作在区域1和区域3之间转换的中间部分，并且可以包括从硬件框架的内周大致正交地突出的凸缘。通过这种布置，例如，在模块单元托架和门内板之间执行现场发泡密封以将模块密封到内板的I/B和O/B侧。还公开了将汽车侧门硬件模块固定到门内板的方法。这种新方法将密封表面从模块单元托架的外侧的上角移动到门内板的中心切口的凸缘上的前后表面(例如，大约100mm)，然后将模块上边缘上的密封转到门内板的外侧表面上的模块的内侧。

对于公开的概念中的至少一些的所附好处包括能够将门内板的上金属片凸缘附接到门硬件模块的内侧。通过这种方式，专用螺钉或其它紧固件可以被推动穿过凸缘并进入窗升降组件的滑轮结构，以向滑轮提供额外的结构鲁棒性。此外，通过将门硬件模块的滑轮和上密封表面移动到门内板的外侧，滑轮可以置于门腔中更高的位置。这种定位变化有助于增加可以在门组件的内部封装空间内落下的窗玻璃的量，从而有助于增加工作室设计腰线高度的自由度。换句话说，重新定位滑轮有助于增加可以与门硬件模块一起封装的玻璃的落下长度。

本公开的方面涉及用于机动车辆的多层门组件的刚性内支撑板。例如，公开了一种用于机动车辆的门组件的门内板，该机动车辆的车体具有门框。门组件包括硬件模块，其中包括可操作地安装到单元托架的窗玻璃和窗升降组件。门内板包括具有窗台的顶盖部分，窗台连接到窗拱以协作地限定用于容纳窗玻璃的(全部或部分)窗框。与顶盖部分一体形成或以其他方式附接到顶盖部分的外壳部分被配置为安装到车体的门框。外壳部分包括铰链柱，其通过窗腰线连接到闩锁柱，以协作地限定用于容纳硬件模块在其中的硬件框架。该硬件框架包括：沿外壳部分的内侧表面形成并包括被配置为附接到硬件模块的单元托架的外侧表面的耦接结构的第一安装接口(或区域)；沿外壳部分的前后表面形成并包括被配置为附接到硬件模块的单元托架的外围表面的耦接结构的第二安装接口；以及沿外壳部分的外侧表面形成并包括被配置为附接到硬件模块的单元托架的内侧表面的耦接结构的第三安装接口。

本公开的其他方面涉及具有内部安装的电气和机械硬件模块的多层车门组件的机动车辆。本文所用的“机动车辆”可以包括任何相关的车辆平台，例如客车(内燃机(ICE)、混合动力、电动、燃料电池等)、商用车辆、工业车辆、军用车辆、越野汽车(ATV)、农用设备、船只、飞机、航天器等。在一个示例中，机动车辆包括具有相对的前后框支柱的门框的车体和位于门框内可移动地安装到车体的门组件。门组件包括具有门锁组件、扬声器、窗玻璃和全部安装到模块单元托架的电子窗升降组件的门硬件模块。门组件还包括插入在外门板和内饰板之间的门内板。

门内板包括与下外壳部分一体形成或以其他方式附接到下外壳部分的上顶盖部分。顶盖部分包括连接到窗拱的窗台，以协同地限定用于嵌套窗玻璃的(全部或部分)在其中的窗框。另一方面，外壳部分包括可枢转地铰接到前框支柱的铰链柱，可释放地闩锁到门框的后框支柱的闩锁柱，以及在铰链柱和闩锁柱之间延伸并连接铰链和闩锁柱以协同地限定嵌套在硬件模块中的硬件框架。为了将门硬件模块安装到门内板，硬件框架包括：第一安装接口，其沿着外壳部分的内侧表面延伸并且包括通过紧固件附接到模块单元托架的外侧表面的第一耦接结构；第二安装接口，其沿着外壳部分的前后表面延伸并且包括通过粘合密封结构密封地附接到模块单元托架的外围表面的第二耦接结构；以及第三安装接口，其沿着外壳部分的外侧表面延伸并且包括通过紧固件附接到单元托架的内侧表面的第三耦接结构。

在本公开的另外其它方面，提出了用于车辆门组件的冲压金属内支撑框架的制造方法和使用方法。例如，公开了一种构建用于机动车辆的门组件的门内板的方法。该方法包括：形成具有窗台的顶盖部分，窗台连接到窗拱以协作地限定被配置为容纳窗玻璃的窗框；形成外壳部分，其配置成安装到车体的门框，该外壳部分包括通过窗腰线连接到闩锁柱的铰链柱，以协作地限定被配置为容纳硬件模块的硬件框架；以及将顶盖部分附接(例如，通过热成型、液压成型、铸造、冲压等)到外壳部分。硬件框架形成有：第一安装接口，其沿着外壳部分的内侧表面延伸并且包括被配置为附接到硬件模块的单元托架的外侧表面的第一耦接结构；第二安装接口，其沿着外壳部分的前后表面延伸并且包括被配置为附接到硬件模块的单元托架的外围表面的第二耦接结构；以及第三安装接口，其沿着外壳部分的外侧表面延伸并且包括被配置为附接到硬件模块的单元托架的内侧表面的第三耦接结构。

上述发明内容并不旨在表示本公开的每个实施例或每个方面。相反，上述发明内容仅仅提供了本文所阐述的一些新颖的方面和特征的范例。本公开的上述特征和优点以及其它特征和优点将从以下结合附图和所附权利要求书的代表性实施例和用于实施本公开的模式的详细描述中变得显而易见。

附图说明

图1是根据本公开的方面的具有车门组件的插图的代表性机动车辆的高架透视图，示出了安装到内支撑板的门硬件模块。

图2是根据本公开的方面的图1的车门组件的部分分解透视图，示出了内侧、前后侧和外侧安装接口区域。

图3A是图1的内侧安装接口区域的一部分的示意图。

图3B是图1的前后侧安装接口区域的一部分的示意图。

图3C是图1的外侧安装接口区域的一部分的示意图。

本公开容许各种修改和替代形式，并且已经通过附图中的示例的方式示出了一些代表性实施例，并且将在此详细描述。然而，应当理解，本公开的新颖方面不限于所公开的特定形式。相反，本公开旨在涵盖落入由所附权利要求限定的本公开的精神和范围内的所有修改、等同物、组合、子组合和替代物。

具体实施方式

本公开可以有很多不同形式的实施方式。在附图中示出并且将在本文中详细描述本公开的代表性实施例被理解为本公开的原理的示例，并且不旨在限制本公开的宽泛范围于所示的实施例。在这种情况下，例如在摘要，发明内容和详细描述部分中公开的但未在权利要求中明确阐述的要素和限制不应通过暗示、推断或其它方式而单独或共同并入到权利要求中。为了现在的详细描述，除非明确地放弃保护：单数包括复数，反之亦然；词汇“和”以及“或”应是既可结合又可分离的；词汇“所有”是指“任何和所有”；词汇“任何”是指“任何和所有”；以及词汇“包含”，“包括”和“具有”是指“包括但不限于”。此外，近似的词，例如“约”、“几乎”、“基本上”、“近似”等在本文中使用的可以是，例如，“在，接近或接近于”或“3-5％内的”或“在可接受的制造公差内”或它们任何逻辑组合的意思。

现在参考附图，其中相同的附图标记在所有这几个视图中指代相似的特征。图1中示出了代表性汽车的透视图，总体上以10表示，其具有车门的布置，这些车门在这里集体呈现是为了前乘客侧车门组件12的更详细讨论的目的。沿汽车10的横向部位安装有例如门框，其部分地由车体的前门和后门框支柱14和16分别限定，车门组件12设置有外门把手18、可移动窗玻璃20，以及安装到门内板24的门硬件模块22。汽车10在本文中也称为“机动车辆”或“车辆”，仅仅是可以实践本公开的新颖方面的示例性应用。同样，将本概念实施到前乘客侧车门组件中也应被理解为本文公开的新概念的示例性应用。因此，应当理解，本公开的方面和特征可以集成到其它门组件中并且用于任何逻辑相关类型的机动车辆。最后，本文所示出的附图不必依比例绘制，纯粹出于指导的目的而提供。从而，附图中所示的具体和相对尺寸不应被解释为限制。

图1的车门组件12可以例如通过多级止回弹簧门铰链26枢转地安装到车体的门框以牢固地关闭，并且在需要时打开门组件12以提供对车辆乘客车厢的通道。门组件12具有门闩系统(在附图中通过旋转爪闩28表示)，用于将门组件12固定在门框处的关闭位置。作为示例而非限制，外门把手18被拉动，枢转或以其它方式移动，例如远离门内板24，以将拉力施加到门闩系统的内部电缆，从而激活弹簧偏置爪。这允许门组件12移动到打开位置。当释放门把手18时，内部电缆(可能是鲍登电缆类型)将被弹簧偏置闩锁偏压回到其初始位置，使得当车门组件12移动到关闭位置时闩锁机构可以重新接合门框上的后支柱16的互补闩锁板。可以提供可选的锁定机构-这里由锁定旋钮30和锁定机构38(图2)表示-以防止门锁系统的不期望的启动。

参考图1和图2，门硬件模块22被设计为整体组件，其具有许多预先安装到单个单元托架32上的机械和电气子系统，并且可以是一体式吹模成型塑胶结构。对于至少一些实施例，这种结构允许在供应商工厂或其他非现场位置处制造，安装和测试各个单独的子系统，并且允许随后运送预组装的模块22以在OEM场所快速安装到车门组件12的内部。在所示的示例中，电气或机械的窗升降组件34，声学扬声器36，门锁组件38，窗玻璃20和线束(不可见)分别安装到门硬件模块22的单元托架32的专用一体模制结构元件。可以设想，门硬件模块22包括从附图中所示的更多、更少和/或替代的硬件部件，例如电开关，灯，隔音屏障，烟火气囊模块，门把手电缆等。

在整个附图中示出了门内板24(可互换称为“内支撑板”)，其通常用作车门组件12的结构支撑构件，例如将负载传递到前门和后门框支柱14，16(在本技术中也称为“A柱”和“B柱”)。车门组件12是多层结构，其中门内板24夹在外门板(图1)和内饰板(图2)之间，并为二者提供物理支撑。尽管可以对多件式结构进行修改，但是图示的门内板24整体地形成为单件式整体结构，例如通过冲压，铸造，热成型，液压成形等形成。本领域技术人员将认识到各种材料可用于形成门内板24，包括各种金属和塑料。优选地，可以根据应用，从更坚固、更重的金属(例如钢及其合金)或轻质金属(例如铝或镁)切割和冲压内板24。可以采用超塑性成形，快速塑性成型或片材液压成形来形成聚合物内支撑板24的轮廓，因此可以实现比通常通过冲压实现的更复杂的形状。在形成基本形状和轮廓之后，洞、孔和槽可以被切割，冲裁或钻削。根据实施例，内支撑板24的厚度可以约为0.5毫米(mm)至约4毫米。

现在转到图2，门内板24由两个主要部分制成：上“顶盖”部分44和下“外壳”部分46，上“顶盖”部分44一体形成或以其它方式附接到下“外壳”部分46。顶盖部分44通常由水平的窗台段48构成，窗台段48与弯曲的窗拱段50邻接以协作地限定窗框，来容纳、稳定和加强封闭的窗玻璃20以抵抗车辆在正常运行期间产生的震动和外部负载。同时车门组件12可以包括无窗框结构，在图1和图2中呈现的窗拱50的相对端部与窗台48的相对端部互连，使得窗框以连续的方式延伸。窗框的内周可以被密封结构(通常称为“密封条”)覆盖，以当窗玻璃20处于关闭位置时防止例如车外的雨，风，灰尘和其它环境条件不希望的进入。

在门内板24的顶盖部分44的下方是外壳部分46，外壳部分46上安装有门硬件模块22，以及可选地安装有外门板和内饰板，如下面将进一步详细描述。位于外壳部分46的前边缘处的是大致垂直的铰链柱52，其可枢转地铰接(例如通过图1的门铰链26)至车辆10的白车身(BIW)框架的前框支柱14。在外壳部分46的相对于铰链柱52的相对边缘处是大致垂直的闩锁柱54，其可释放地锁定(例如通过爪闩锁28)到后框支柱16。除了两个支柱52，54之外，外壳部分46进一步包括一个水平的窗腰线段56，其与水平的趾盘段58垂直地间隔开并且大致平行。窗腰线56和趾盘58在铰链和闩锁柱52，54之间延伸并连接，以协作地限定用于嵌套在硬件模块22中的中心硬件框架(也称为“切口”；通常以60表示)。沿着外壳部分46的内侧表面以顺时针方向围绕硬件框架60设置的是装饰安装接口，其具有一系列夹子槽62，夹子槽62与例如用于安装在内饰板的推式装饰固定夹(未示出)相配合。更通俗地称为“门皮”的外门板通过(例如压接，焊接，粘合，紧固件等)耦合到沿外壳部分46的外侧表面的互补板安装接口。

中心硬件框架60由多面附接接口制成，用于将门硬件模块22安装到门内板24。围绕图2的硬件框架60的内周形成的是例如至少三个安装接口区域：第一安装接口区域Z1，其由图3A中呈现的横截面图表示；第二安装接口区域Z2，其由图3B中呈现的横截面图表示；以及第三安装接口区域Z3，其由图3C中呈现的横截面图表示。第一安装接口区域Z1沿着下外壳部分46的内侧(I/B)表面45、邻近硬件框架60的内周形成，包括用于附接到硬件模块22的单元托架32的外侧(O/B)表面31的“第一”耦接结构。相比之下，第二安装接口区域Z2沿着从硬件框架60的内周伸出的外壳部分46的前向或后向(前后)表面47形成，包括用于附接到单元托架32的横向周边上的周边表面33的“第二”耦接结构。另一方面，第三安装接口区域Z3沿着下外壳部分46的外侧(O/B)表面49、邻近硬件框架60的内周形成，包括用于附接到单元托架32的内侧表面35的“第三”耦接结构。

为了将硬件模块22的单元托架32机械地安装到内板24的下外壳部分46的内侧表面45上，第一安装接口区域Z1的第一耦接结构设置有相对于趾盘段58大致平行延伸的第一系列横向隔开的紧固件槽，统称为图2中的64。这些紧固件槽64容纳相应数量的模块紧固件(例如直角回转紧固件66)并与之机械匹配，模块紧固件通过托架的内侧表面35穿过预先固定在单元托架32的组件(POA)螺母68上并通过内侧表面45进入外壳部分46。“现场发泡”密封70(或其它密封结构)插入在门板24的内侧表面45和硬件模块22的外侧表面31之间并将其密封连接。第一安装接口区域Z1还设置有大致正交地从硬件框架60的内周伸出的约5mm的小凸缘43。根据示出的示例，第一安装接口区域Z1可以被分割成三个安装区域部分：第一安装区域部分，其大致垂直并且定位成邻近外壳部分46的铰链柱52；第二安装区域部分，其大致垂直并且定位成邻近闩锁柱54；以及第三安装区域部分，其大致水平并且定位成邻近外壳部分46的趾盘段58。

为了将硬件模块22的单元托架32的横向侧面密封地附接到硬件框架60的内周，第二安装接口区域Z2的第二耦接结构设置有大致正交地从硬件框架60的内周伸出的约10mm的扩大凸缘41。该扩大凸缘41的前向或后向的表面-取决于凸缘41在硬件框架60的哪一侧突出(图2)-例如通过现场发泡密封70，密封地附接到从单元托架32的一个横向侧面突出的互补凸缘37上的圆周表面33。在示出的示例中，第二安装接口区域Z2被分割成至少两个安装部分：第一安装部分，其大致垂直并且定位成邻近外壳部分46的铰链柱52，并插入第一和第三安装接口Z1和Z3部分之间；以及第二安装部分，其大致垂直并且定位成邻近闩锁柱52，并插入第一和第三安装接口Z1和Z3部分之间。

为了将硬件模块22的单元托架32机械地安装到内板24的下外壳部分46的外侧表面49上，第三安装接口区域Z3的第三耦接结构设置有相对于窗腰线56大致平行延伸的第二系列横向隔开的紧固件槽，统称为图2中的72。这些紧固件槽72容纳相应数量的模块紧固件(例如螺钉74)并且靠螺纹与之匹配，模块紧固件通过外壳部分46的外侧表面49穿过内板24并进入单元托架22。根据示出的示例，第三安装接口区域Z3沿着大致平行于窗台48延伸的窗腰线56形成。为了适应该安装接口，至少门硬件模块22的单元托架32的上部被构造成置于门内板24的外侧，同时至少单元托架32的下部被构造成置于内板24的内侧。如图所示，单元托架32的上部具有穿过硬件框架60并抵靠下外壳部分46的表面49的厚度减小的上部分39。利用该安装接口结构，窗升降组件34的电缆滑轮76可以旋转地安装(例如，经由螺纹铆钉)到相应的螺唇78，使得螺钉74为窗升降组件34的操作提供额外的结构支撑。

虽然已经参照所示实施例详细描述了本公开的各方面，但是本领域技术人员将认识到，在不脱离本公开的范围的情况下，可以对其进行许多改变。本公开不限于此处公开的精确构造和组成；从上述描述中显而易见的任何和所有修改、变化和变形都在所附权利要求所限定的本公开的精神和范围内。另外，本概念明确地包括前述要素和方面的任何和所有组合和子组合。

Claims (10)

1.一种用于机动车辆的门组件的门内板，所述机动车辆包括具有门框的车体，并且所述门组件包括具有安装在单元托架的窗玻璃和窗升降组件的硬件模块，所述门内板包括：

具有窗台的顶盖部分，所述窗台连接到窗拱以协作地限定被配置为容纳所述窗玻璃的窗框；以及

外壳部分，其附接到所述顶盖部分并配置成安装到所述车体的所述门框，所述外壳部分包括通过窗腰线连接到闩锁柱的铰链柱，以协作地限定被配置为容纳硬件模块的硬件框架，所述硬件框架包括：

沿外壳部分的内侧表面形成并包括被配置为附接到硬件模块的单元托架的外侧表面的第一耦接结构的第一安装接口；

沿外壳部分的前后表面形成并包括配置为附接到硬件模块的单元托架的外围表面的第二耦接结构的第二安装接口；以及

沿外壳部分的外侧表面形成并包括被配置为附接到硬件模块的单元托架的内侧表面的第三耦接结构的第三安装接口。

2.根据权利要求1所述的门内板，其中所述第一安装接口的所述第一耦接结构包括第一组紧固件槽，其被配置为容纳通过所述外壳部分的所述内侧表面穿过所述单元托架进入所述外壳部分的多个第一模块紧固件。

3.根据权利要求2所述的门内板，其中所述第一安装接口包括从所述硬件框架的内周大致正交地突出的凸缘。

4.根据权利要求1所述的门内板，其中所述第二安装接口的所述第二耦接结构包括从所述硬件框架的内周大致正交地突出并被配置为通过密封结构密封地附接到所述单元托架的外围表面的凸缘。

5.根据权利要求4所述的门内板，其中所述第二安装接口置于第一和第三安装接口之间。

6.根据权利要求1所述的门内板，其中所述第三安装接口的所述第三耦接结构包括第二组紧固件槽，其被配置为容纳通过所述外壳部分的所述外侧表面穿过所述单元托架进入所述外壳部分的多个第二模块紧固件。

7.根据权利要求6所述的门内板，其中所述第三安装接口沿着大致平行于所述窗台延伸的所述窗腰线形成。

8.根据权利要求1所述的门内板，其中所述第一安装接口被分割成至少三个安装区域部分：定位成邻近所述铰链柱的第一安装区域部分，定位成邻近所述闩锁柱的第二安装区域部分，以及定位成邻近所述外壳部分的趾盘的第三安装区域部分。

9.根据权利要求1所述的门内板，其中所述第二安装接口被分割成至少两个安装区域部分：定位成邻近所述铰链柱的第一安装区域部分，以及定位成邻近所述闩锁柱的第二安装区域部分。

10.根据权利要求1所述的门内板，其中所述窗拱与所述窗台的相对端邻接，使得所述窗框以连续的方式延伸。