CN214112248U - 一种汽车背门结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种汽车背门结构，包括背门外板和背门内板；所述背门内板的中部设置有窗框，所述窗框周围分布有锁体加强板、两个铰链安装螺母板和两个撑杆安装螺母板；背门外板和背门内板采用碳纤维复合材料制成，铰链安装螺母板、撑杆安装螺母板和锁体加强板均采用金属制成，背门外板和背门内板之间粘接有多个分布在窗框27周围的支撑支架，支撑支架采用碳纤维复合材料制成。该汽车背门结构不仅能够达到减重50％以上，还能够达到与传统钢制背门的同等刚强度和模态性能。

Description

一种汽车背门结构

技术领域

本实用新型涉及汽车部件技术领域，尤其涉及一种汽车背门结构。

背景技术

随着世界汽车保有量的增加，能源短缺、环境污染等一系列问题日益突出。轻量化技术是实现汽车节能减排的重要技术手段，为此各车企开始设计开发复合材料零件，其高性能、低重量的优势被各大车企所亲眛。传统的钢制背门结构由钢制背门内板与内部加强件焊接后，与外板扣合形成总成结构，为满足背门刚强度、模态等性能，需设计比较复杂的加强件结构，生产过程中模夹检工装成本较高，精度控制较困难，更重要的是重量较高，不符合汽车轻量化节能减排的发展趋势。所以研究开发出一款轻质、高性能的新材料、新结构背门总成结构非常必要，碳纤维复合材料因具有质轻、高强度、优异的阻尼、碰撞和抗疲劳性能，正逐步取代传统钢铝材料，在汽车轻量化领域备受关注。

例如中国专利文献CN205498569U公开了一种轻质汽车后背门，包括：后背门内板，所述后背门内板顶部设有预定位插槽且其内侧面设有与所述预定位插槽相邻的安装座；两个铰链加强板，它们对称安装在所述后背门内板的内侧面上，它具有与所述预定位插槽相配合的卡接片以及与所述卡接片一体连接且与所述安装座相对应的安装部；后背门外板，所述后背门外板对应粘结在所述后背门内板上；所述后背门外板、后背门内板和铰链加强板由碳纤维复合材料制得。虽然该背门运用了碳纤维复合材料实现了轻量化，但背门的刚强度和模态性能与传统钢制背门相比，背门的刚强度和模态性能均降低。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种汽车背门结构，不仅能达到减重50％以上，还能达到与传统钢制背门的同等刚强度和模态性能。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种汽车背门结构，包括背门外板和背门内板；所述背门内板的中部设置有窗框，所述窗框周围分布有锁体加强板、两个铰链安装螺母板和两个撑杆安装螺母板；

所述背门外板和背门内板采用碳纤维复合材料制成，所述铰链安装螺母板、撑杆安装螺母板和锁体加强板均采用金属制成，所述背门外板和背门内板之间粘接有多个分布在窗框周围的支撑支架，所述支撑支架采用碳纤维复合材料制成。

进一步，所述支撑支架包括第一支撑支架和第二支撑支架，所述第一支撑支架设置在背门内板内侧面的上部，所述第二支撑支架设置在背门内板内侧面的中部。

进一步，所述第一支撑支架和第二支撑支架均是由三个支撑板构成的“Z”字形支架，所述“Z”字形支架通过两端的支撑板分别与背门内板的内侧面和背门外板的内侧面粘接。

进一步，所述第一支撑支架和第二支撑支架的数量均为两个，两个所述第一支撑支架对称设置在背门内板内侧面的上部且位于窗框的两侧，两个所述第二支撑支架对称设置在背门内板内侧面的中部且位于窗框的两侧。

进一步，两个所述第一支撑支架和两个所述第二支撑支架设置在窗框的4个角部区域。

进一步，所述第一支撑支架设置在铰链安装螺母板和撑杆安装螺母板之间，所述第二支撑支架设置在撑杆安装螺母板的下侧。

进一步，所述背门外板的内侧面粘接在背门内板的内侧面上。

进一步，所述背门外板上设置有周沿涂胶区、窗框涂胶区和支撑支架涂胶区，所述背门外板通过周沿涂胶区、窗框涂胶区以及支撑支架涂胶区粘接在背门内板的内侧面上。

进一步，所述铰链安装螺母板、撑杆安装螺母板和锁体加强板粘接在背门内板的内侧面上。

进一步，金属为钢。

本实用新型与现有技术相比较具有以下优点：

本实用新型的汽车背门结构，背门内板，背门外板采用碳纤维复合材料制成，能大幅度实现车身轻量化，相比钢制背门总成方案，达到同等性能目标减重可达50％以上，通过碳纤维复合材料和金属的混合使用，能够达成与传统钢制背门同等刚强度及模态性能目标，实现了轻量化与性能完美结合；采用碳纤维复合材料制成的支撑支架在背门窗框周围通过结构胶粘接同时支撑背门外板和背门内板，有效提升背门刚强度及模态性能；所述铰链安装螺母板、撑杆安装螺母板相对传统钢制加强件结构，设计简化，仅保留螺母安装区域，为铰链及撑杆提供螺母连接，提供安装的同时能够达成安装点性能目标；背门内板局部区域增加铺层结构有效提升背门刚强度性能。

附图说明

图1为本实用新型汽车背门结构的爆炸图；

图2为图1中背门内板与铰链安装螺母板、撑杆安装螺母板、锁体加强板及Z型支架粘接的结构示意图；

图3为图1中背门内板铺层变厚度的结构示意图；

图4为图1中第一支撑支架的正视图；

图5为图1中第二支撑支架的正视图；

图6是本实用新型Z型支架与背门内板、背门外板连接的结构示意图；

图7为本实用新型汽车背门结构的正视图；

图8为图1中背门外板与背门内板粘接涂胶区域的结构示意图。

图中：

1-背门外板，11-周沿涂胶区，12-窗框涂胶区，13-支撑支架涂胶区；2-背门内板，21- 第一铺层区，22-第二铺层区，23-第三铺层区，24-第四铺层区，25-第五铺层区，26-第六铺层区，27-窗框；3-铰链安装螺母板，4-撑杆安装螺母板，5-锁体加强板，7-第一支撑支架， 71-第一支撑板，72-第二支撑板，73-第三支撑板；8-第二支撑支架，81-第四支撑板，82-第五支撑板，83-第六支撑板。

具体实施方式

以下将详细说明本实用新型各部件的结构特点，而如果有描述到方向(上、下、左、右、前、后)时，是以图2所示的结构为参考描述，但本实用新型的实际使用方向并不局限于此。下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明。

参见图1至图7所示，本实施例公开了一种汽车背门结构，包括背门外板1和背门内板 2；所述背门内板2的中部设置有窗框27，所述窗框27周围分布有锁体加强板5、两个铰链安装螺母板3和两个撑杆安装螺母板4；

背门外板1和背门内板2采用碳纤维复合材料制成，铰链安装螺母板3、撑杆安装螺母板4和锁体加强板5均采用金属制成，背门外板1和背门内板2之间粘接有多个分布在窗框27周围的支撑支架，支撑支架采用碳纤维复合材料制成。背门内板，背门外板采用碳纤维复合材料制成，能大幅度实现车身轻量化，相比钢制背门总成方案，达到同等性能目标减重可达50％以上，通过碳纤维复合材料和金属的混合使用，能够达成与传统钢制背门同等刚强度及模态性能目标，实现了轻量化与性能完美结合；支撑支架对背门内板2和背门外板1形成支撑，有效提升背门刚强度及模态性能。

在本实施例中，金属为钢。在其他实施例中，也可以采用其他种类的金属材料。

在本实施例中，支撑支架包括第一支撑支架7和第二支撑支架8，第一支撑支架7设置在背门内板2内侧面的上部，第二支撑支架8设置在背门内板2内侧面的中部。其中，背门内板2的内侧面指的是背门内板2靠近背门外板1的一面，反之，背门内板2的外侧面指的是背门内板2远离背门外板1的一面。

在本实施例中，第一支撑支架7和第二支撑支架8均是由三个支撑板构成的“Z”字形支架，所述“Z”字形支架通过两端的支撑板分别与背门内板2的内侧面和背门外板1的内侧面粘接。具体的，第一支撑支架7包括第一支撑板71、第二支撑板72和设置在第一支撑板71 和第二支撑板72之间的第三支撑板73，第一支撑板71的外表面粘接在背门内板2的内侧面上，第二支撑板72的外表面粘接在背门外板1的内侧面上；第二支撑支架8包括第四支撑板 81、第五支撑板82和设置在第四支撑板81和第五支撑板82之间的第六支撑板83，第四支撑板81的外表面粘接在背门内板2的内侧面上，第五支撑板82的外表面粘接在背门外板1的内侧面上。其中，背门外板1的内侧面指的是背门外板1靠近背门内板2的一面，反之，背门外板1的外侧面指的是背门外板1远离背门内板2的一面。

在本实施例中，第一支撑支架7和第二支撑支架8的数量均为两个，两个第一支撑支架 7对称设置在背门内板2内侧面的上部且位于窗框27的两侧，两个第二支撑支架8对称设置在背门内板2内侧面的中部且位于窗框27的两侧。

在本实施例中，两个第一支撑支架7和两个第二支撑支架8设置在窗框27的4个角部区域。由于窗框27的形状形似长方形，因此这里的角部区域指的是长方形四个角周围区域。

在本实施例中，第一支撑支架7和第二支撑支架8形状结构不同。在某些实施例中，第一支撑支架7和第二支撑支架8形状结构相同。

在本实施例中，第一支撑支架7设置在铰链安装螺母板3和撑杆安装螺母板4之间，第二支撑支架8设置在撑杆安装螺母板4的下侧。采用碳纤维复合材料制成的支撑支架在背门窗框周围通过结构胶粘接同时支撑背门外板和背门内板，有效提升背门刚强度及模态性能。

参见图3至图5所示，背门外板1的内侧面粘接在背门内板2的内侧面上。所述背门内板2采用变厚度设计，所述背门内板2包括第一铺层区21、第二铺层区22、第三铺层区23、第四铺层区24、第五铺层区25和第六铺层区26，第五铺层区25和第六铺层区26对称设置在背门内板2的上部，第二铺层区22和第三铺层区23对称设置在背门内板2的中部，第一铺层区21和第四铺层区24分别设置在背门内板2的上部和下部且均设置在背门内板2的对称轴线上。第一铺层区21、第二铺层区22、第三铺层区23和第四铺层区24的铺层方案为 [0/45/90/-45/0/-45/90/45/0]，第五铺层区25和第六铺层区26的铺层方案为

[0/90/0/0/45/90/-45/0/-45/90/45/0/0/90/0]。背门外板1的铺层方案为

[0/45/90/-45/0/-45/90/45/0]。第一支撑支架7和第二支撑支架8的铺层方案均为

[0/45/-45/-45/45/0]。这样的铺层设计有效提升背门刚强度及模态性能。

参见图8所示，背门外板1上设置有周沿涂胶区11、窗框涂胶区12和支撑支架涂胶区 13，背门外板1通过周沿涂胶区11、窗框涂胶区12以及支撑支架涂胶区13粘接在背门内板 2的内侧面上。

在本实施例中，铰链安装螺母板3、撑杆安装螺母板4和锁体加强板5粘接在背门内板2 的内侧面上。所述铰链安装螺母板3包括用于增加铰链连接螺孔周围强度的的第一螺母安装板；所述撑杆安装螺母板4包括用于增加撑杆连接螺孔周围强度的第二螺母安装板；第一螺母安装板和第二螺母安装板的粘接面的形状分别与其在背门内板2上粘接处的形状相匹配。所述铰链安装螺母板3和撑杆安装螺母板4仅保留螺母安装区域，为铰链及撑杆提供螺母连接，简化了结构，提供安装的同时能够达成安装点性能目标。所述锁体加强板5的粘接面的形状分别与其在背门内板2上粘接处的形状相匹配。

在本实施例中，背门外板1与背门内板2之间采用第一结构胶进行粘接。铰链安装螺母板3、撑杆安装螺母板4和锁体加强板5与背门内板2之间采用第二结构胶进行粘接。支撑支架与背门外板1之间以及与背门内板2之间采用第三结构胶进行粘接。所述第一结构胶、第二结构胶和第三结构胶相同或不同，所述第一结构胶、第二结构胶和第三结构胶为环氧树脂结构胶、聚氨酯结构胶和丙烯酸结构胶中的一种或两种以上。其中，胶接厚度为0.5mm～1mm。

本实用新型的汽车背门结构，背门内板，背门外板采用碳纤维复合材料制成，能大幅度实现车身轻量化，相比钢制背门总成方案，达到同等性能目标减重可达50％以上，通过碳纤维复合材料和金属的混合使用，能够达成与传统钢制背门同等刚强度及模态性能目标，实现了轻量化与性能完美结合；采用碳纤维复合材料制成的支撑支架在背门窗框周围通过结构胶粘接同时支撑背门外板和背门内板，有效提升背门刚强度及模态性能；所述铰链安装螺母板、撑杆安装螺母板相对传统钢制加强件结构，设计简化，仅保留螺母安装区域，为铰链及撑杆提供螺母连接，提供安装的同时能够达成安装点性能目标；背门内板局部区域增加铺层结构有效提升背门刚强度性能。

以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种汽车背门结构，包括背门外板(1)和背门内板(2)；所述背门内板(2)的中部设置有窗框(27)，所述窗框(27)周围分布有锁体加强板(5)、两个铰链安装螺母板(3)和两个撑杆安装螺母板(4)；其特征在于，

所述背门外板(1)和背门内板(2)采用碳纤维复合材料制成，所述铰链安装螺母板(3)、撑杆安装螺母板(4)和锁体加强板(5)均采用金属制成，所述背门外板(1)和背门内板(2)之间粘接有多个分布在窗框(27)周围的支撑支架，所述支撑支架采用碳纤维复合材料制成。

2.根据权利要求1所述的汽车背门结构，其特征在于，所述支撑支架包括第一支撑支架(7)和第二支撑支架(8)，所述第一支撑支架(7)设置在背门内板(2)内侧面的上部，所述第二支撑支架(8)设置在背门内板(2)内侧面的中部。

3.根据权利要求2所述的汽车背门结构，其特征在于，所述第一支撑支架(7)和第二支撑支架(8)均是由三个支撑板构成的“Z”字形支架，所述“Z”字形支架通过两端的支撑板分别与背门内板(2)的内侧面和背门外板(1)的内侧面粘接。

4.根据权利要求2或3所述的汽车背门结构，其特征在于，所述第一支撑支架(7)和第二支撑支架(8)的数量均为两个，两个所述第一支撑支架(7)对称设置在背门内板(2)内侧面的上部且位于窗框(27)的两侧，两个所述第二支撑支架(8)对称设置在背门内板(2)内侧面的中部且位于窗框(27)的两侧。

5.根据权利要求4所述的汽车背门结构，其特征在于，两个所述第一支撑支架(7)和两个所述第二支撑支架(8)设置在窗框(27)的4个角部区域。

6.根据权利要求2或3或5所述的汽车背门结构，其特征在于，所述第一支撑支架(7)设置在铰链安装螺母板(3)和撑杆安装螺母板(4)之间，所述第二支撑支架(8)设置在撑杆安装螺母板(4)的下侧。

7.根据权利要求6所述的汽车背门结构，其特征在于，所述背门外板(1)的内侧面粘接在背门内板(2)的内侧面上。

8.根据权利要求7所述的汽车背门结构，其特征在于，所述背门外板(1)上设置有周沿涂胶区(11)、窗框涂胶区(12)和支撑支架涂胶区(13)，所述背门外板(1)通过周沿涂胶区(11)、窗框涂胶区(12)以及支撑支架涂胶区(13)粘接在背门内板(2)的内侧面上。

9.根据权利要求1或2或3或5或7或8所述的汽车背门结构，其特征在于，所述铰链安装螺母板(3)、撑杆安装螺母板(4)和锁体加强板(5)粘接在背门内板(2)的内侧面上。

10.根据权利要求1或2或3或5或7或8所述的汽车背门结构，其特征在于，金属为钢。

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