JP2014088077A - ドアフレーム構造及びドアフレームの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ダウンフランジ加工、プリヘム加工及びロープヘム加工（又はフラットヘム加工）の３工程を必須としていた従来のドアフレームの空ヘムの製造工程を見直し、空ヘムを有するドアフレーム構造を簡略化できる構造及びその製造方法を得る。
【解決手段】車両のドアフレームを構成する金属板材の縁部に、折返縁を有するドアフレーム構造において、折返縁が、主板材と非接触で、かつその折返折曲部から先端部にかけて主板材との距離が大きくなる傾斜形状をなしているドアフレーム構造。
【選択図】図３

Description

本発明は、金属板材縁部に空ヘムと称されるヘム加工（ヘミング加工）を施すドアフレーム構造及びドアフレームの製造方法に関する。

車両のドアフレーム（ドアサッシュ）では、プレス成形品であるとロール成形品であるとを問わず、二枚の金属板材（鉄系材料またはアルミニウム合金系材料）を結合するためのヘム加工とは別に、単一の金属板材の縁部を折返加工する空ヘム加工（プレス加工）が行われることがある。典型的には、ドアフレームの立柱サッシュの車外側に位置する意匠部のボディ側縁部（上下方向縁部）に、この空ヘム加工が施される。空ヘム加工は、金属板材縁部の外観向上、発錆防止を主たる目的としており、従来、板材縁部を略直角に折り曲げるダウンフランジ加工（９０゜曲げ加工）、折り曲げた縁部をさらに約４５゜内側に折り曲げる（曲げ加工前の板材を基準にすると約１３５゜折り曲げる）プリヘム加工（４５゜（１３５゜）曲げ加工）、折り曲げ縁部に円弧状断面部（空間、隙間）を残しながら先端部を主板材（板材残部）に重ね合わせるロープヘム加工とを必須としていた。ロープヘム加工は、折り曲げ縁部を完全に主板材（板材残部）に重ねるフラットヘム加工（０゜（１８０゜）曲げ加工）に代えることもある。空ヘム加工されたドアフレーム縁部には、シーラー（防水材）を塗布して、発錆を防ぐのが普通である。なお、空ヘム加工でない一般のヘム加工は、折り曲げ縁部と主板材との間に、別の板材を挟み込んで結合する加工方法として知られている。

特開平１１-２６３１２６号公報 特開２００３-２１１９６３号公報

この空ヘム加工は、上述のように、ダウンフランジ加工、プリヘム加工及びロープヘム加工（又はフラットヘム加工）の３工程を必須としており、これが技術常識とされていた。本発明は、この技術常識を見直し、空ヘムを有するドアフレームの製造工程を簡略化できるドアフレーム構造及びドアフレームの製造方法を得ることを目的とする。

本発明者らは、従来の空ヘム加工において、ダウンフランジ加工の後に、プリヘム加工とロープヘム加工（又はフラットヘム加工）を必須としていた理由は、折り曲げ縁の先端（自由端）を主板材（板材残部）に接触させなければならないとの思い込みが原因であり、実際には、折り曲げ縁の先端を主板材に接触させなくても、空ヘム加工の目的（外観向上及び発錆防止）を十分果たすことが可能であるとの結論に達して本発明を完成したものである。

本発明は、車両のドアフレームを構成する金属板材の縁部に、折返縁を有するドアフレーム構造において、上記折返縁の先端部を主板材と非接触な不完全空ヘム構造とし、かつ該折返縁は、その折返折曲部から先端部にかけて主板材との距離が大きくなる傾斜形状を有していることを特徴としている。

本発明の折返縁を形成する金属板材は、代表的には、ドアサッシュの立柱サッシュであり、その上下方向に延びる車外側の意匠部の縁部に、上記折返縁が形成されている。

上記折返縁が主板材となす開き角度は、２５゜未満とすることが好ましい。この開き角度は、別の観点からは、金属板材のダウンフランジ加工の後に行う１回の曲げ加工（不完全ヘム加工）で曲げることができる最大の角度（主板材となす角度では最小の角度）と言い換えることもできる。

折返縁部の開き角が２５゜以上では、ドアサッシュの製造工程において、折返縁部にシーラーを塗布する際の作業性が悪化する可能性があり、好ましくない。

本発明を適用する金属板材は、幅が徐変しているとき、あるいは別言すると、プレス加工によって形成する板材とするのが実際的である。

本発明は、車両のドアフレームを構成する金属板材の縁部に、折返縁を形成するドアフレームの製造方法の態様では、金属板材の縁部にダウンフランジ加工を施す工程と、上記ダウンフランジ加工が終了した折曲縁部を、その折返折曲部から先端部にかけての主板材との距離が大きくなる開き角度に１度で加工する不完全ヘム加工を施す工程と、によって折返縁を形成することを特徴としている。本発明方法は、ダウンフランジ加工と不完全ヘム加工のみによって折返縁を形成するものである。

本発明のドアフレーム構造では、不完全ヘム加工された折返縁部の先端部と主板材との間に防水加工（シーラー塗布加工）を施すことが好ましい。

本発明のドアフレーム構造は、少なくとも、ドアサッシュの立柱サッシュの意匠部の縁部に適用することができる。

本発明によれば、車両のドアフレーム構造において、金属板材の縁部に形成する折返縁部の形成工程を従来の３工程から２工程に減らすことができる。ドアフレームの製造現場において、３工程を２工程にして１工程減らすことができると、大幅なコストダウンに貢献する。

本発明によるドアフレーム構造を適用する車両用ドアの側面図である。 本発明によるドアフレーム構造の一実施形態を示す、図１のII-II線に沿う断面（上下方向の異なる断面）を重ね合わせて描いた断面図である。 図２のIII部拡大断面図である。 本発明によるドアフレーム構造の製造方法の一実施形態を示す行程図である。 本発明によるドアフレーム構造を適用する車両用ドアの側面図である。 図５のVI-VI線に沿う断面図である。 従来のドアフレーム構造の空ヘムの形成工程を示す図である。

図１は、本発明によるドアフレーム構造を適用する乗用車のフロントドア１０の側面形状例を示している。フロントドア１０は、ドア本体（インナパネルとアウタパネル）１１の上部に窓開口１２を形成するドアサッシュ（窓枠）１３を備えている。

ドアサッシュ１３は、窓ガラスＧの上縁を受け入れる曲折したアッパサッシュ１４と、車両ボディのセンターピラーに沿い窓ガラスＧの上下方向縁部を受け入れる立柱サッシュ１５とを有している。

本実施形態の立柱サッシュ１５は、複数の鉄系材料を結合して構成されている。すなわち、図２に示すように、立柱サッシュ１５は、メインサッシュ部材２１と、サブサッシュ部材（ウェザストリップ保持部材）２２と、ウェザーストリップ保持部材２３とからなっている。車外側、車内側、ボディ側、窓開口（ガラス）側を図２に示すように定義する。サブサッシュ部材２２とウェザーストリップ保持部材２３は、一様断面材であり、ロール成形で形成されている（プレス成形で形成することも可能である）。

メインサッシュ部材２１は、車外側の意匠部２１ａと、この意匠部２１ａの窓開口側端部を車内側に曲折した接続部２１ｂと、この接続部２１ｂの車内側の端部をガラス開口側へ曲折しさらに車外側に曲折した袋部形成部２１ｃとを有している。メインサッシュ部材２１の意匠部２１ａの幅Ｗは、上下方向で変化（徐変）している（下方に行くに従って幅を広げている）。また、接続部２１ｂの車内側への長さ（幅）Ｄも、上下方向で変化しており（下方に行くに従って長さを大きくしており）、袋部形成部２１ｃの形状も接続部２１ｂに従って変化している。このメインサッシュ部材２１は、プレス成形によって形成される。

サブサッシュ部材２２は、車外側の意匠部２２ａと、この意匠部２２ａのボディ側の端部を車内側に曲折した、接続部２１ｂに沿う接続部（底壁）２２ｂと、この接続部２２ｂの車内側の端部を窓開口側に曲折したガラスラン保持部２２ｃとを有し、ガラスラン保持部２２ｃには保持段部２２ｄが形成されている。ガラスラン保持部２２ｃは、メインサッシュ部材２１の袋部形成部２１ｃの車外側に位置している。

ウェザーストリップ保持部材２３は、接続部２１ｂに沿う底壁２３ａと、この底壁２３ａの車外側と車内側の端部を互いに接近するように曲折した抜止縁２３ｂ、２３ｃを有している。

これらのメインサッシュ部材２１、サブサッシュ部材２２及びウェザーストリップ保持部材２３は、接続部２１ｂ、接続部２２ｂ及び底壁２３ａをスポット溶接して接合されている。また、メインサッシュ部材２１の袋部形成部２１ｃの車外側の縁部には、サブサッシュ部材２２のガラスラン保持部２２ｃの窓開口側の縁部に重ねられて溶接結合される溶接壁２１ｄが形成されていて、袋部形成部２１ｃとガラスラン保持部２２ｃにより袋状部２１ｘが形成されている。袋状部２１ｘの大きさ（容積）は、接続部２１ｂと袋部形成部２１ｃの車内側への長さの変化に従い、上方から下方にかけて増大している。

サブサッシュ部材２２の意匠部２２ａ、接続部２２ｂ及びガラスラン保持部２２ｃによって形成される空間には周知のガラスラン（図示せず）が保持され、ウェザーストリップ保持部材２３には周知のウェザーストリップが保持される。ガラスランは、窓開口１２内を昇降する窓ガラスＧの上下方向縁部と摺接し、ウェザーストリップは、フロントドア１０を閉じたとき、車両ボディに当接して弾性変形する。車両ボディには、フロントドア１０を閉じたとき、袋部形成部２１ｃ（袋状部２１ｘ）によって押圧されて弾性変形する周知のボディ側ウェザーストリップ（図示せず）が設けられている。

以上の構成の立柱サッシュ１５において、メインサッシュ部材２１の意匠部２１ａのボディ側の縁部と、サブサッシュ部材２２の意匠部２２ａの窓開口側の縁部と、ウェザーストリップ保持部材２３の抜止縁２３ｂの車内側縁部とにはそれぞれ、空ヘム加工が施されている。このうち、意匠部２２ａと抜止縁２３ｂ側の空ヘム加工は、意匠部２２ａの縁部を車内側に、抜止縁２３ｂの縁部を車外側に、それぞれ完全に（１８０゜）折り返して、それぞれのヘム（折返縁）２２ｈと２３ｈを、残部板部上に重ねたロール成形による空ヘム加工である。ロール成形による空ヘム加工では、工数は大きな問題ではない。

一方、プレス加工品からなるメインサッシュ部材２１の意匠部２１ａの上下方向縁部は、図３に拡大して示すように、その折返縁２１ｈの先端部（自由端部）を意匠部２１ａの残部板部（主板部）に接触させない不完全ヘム加工によって形成されている。折返縁２１ｈは、その折返折曲部２１ｈ’から先端部にかけて、意匠部２１ａの残部板部との距離が徐々に大きくなる傾斜形状を有しており、その意匠部２１ａの残部板部との開き角度αは、２０゜±５゜とされている。この開き角αは、２５゜未満とする。開き角αが２５゜以上では、製造工程において、折返縁２１ｈの先端にシーラーを塗布する際の作業性が悪化する可能性がある。１５゜未満では、２回のプレス加工（ダウンフランジ加工と、その後の１回の不完全空ヘム加工）で折返縁２１ｈを形成することが困難である。

図４は、以上のように、意匠部２１ａの端部にプレスによる不完全ヘムを施して折返縁２１ｈを形成する工程を示すもので、同（ａ）はダウンフランジ工程、同（ｂ）は不完全ヘム工程を示している。（ａ）のダウンフランジ工程では、成形加工後のメインサッシュ部材２１の意匠部２１ａの縁部を、直角（９０°）に近い角度まで折り曲げて直角折曲縁２１ｖを形成する。次に同（ｂ）の不完全ヘム工程では、意匠部２１ａを固定し、直角折曲縁２１ｖを、ポンチ３ａにより、約２０°まで内側に折り曲げて折返縁２１ｈとする。

このように、ダウンフランジ工程と不完全ヘム工程の２工程で、先端部（自由端部）が意匠部２１の残部板部に非接触な折返縁２１ｈを構成することにより、プレス工程を１工程省略して、コストダウンに寄与することができる。折返縁２１ｈの先端部と意匠部２１ａとの間には、後工程で、シーラー（防水加工材）２４を塗布（充填）して、防水、防錆を図る。なお、メインサッシュ部材２１は、その意匠部２１ａの幅Ｗが徐変しているため、ロール成形には不向きであり、プレス成形で形成するのが実際的である。そして、プレス成形によると、以上の工程により折返縁２１ｈを形成することができる。

以上の実施形態の立柱サッシュ１５は、メインサッシュ部材２１、サブサッシュ部材２２及びウェザーストリップ保持部材２３の３部材からなっているが、２部材あるいは４部材以上から構成することも可能である。

図５、図６は、フロントドア１０のミラー取付用ブラケット１７に本発明を適用した実施形態である。フロントドア１０のドアサッシュ１３は、アッパサッシュ１４の前方に位置するフロントピラー１６と後方に位置する立柱サッシュ１５とを有しており、フロントピラー１６に金属板材からなるミラー取付用ブラケット１７が溶接固定されている。詳細には、フロントピラー１６は、一様断面のロール成形品からなるもので、車外側の意匠部１６ａ、車内側の袋状部１６ｂ、意匠部１６ａと袋状部１６ｂを接続する接続部１６ｃを有しており、意匠部１６ａの車外側の面の前方（ボディ側）に、ミラー取付用ブラケット１７が溶接固定されている。このミラー取付用ブラケット１７は、プレス成形によって形成されており、その前方の上下方向縁部に、車内側に折り曲げた折返縁１７ａが形成されている。この折返縁１７ａは、第１の実施形態の折返縁２１ｈと同様に、折返縁１７ａの主板材（残部）に対して非接触で、先端部に行くに従い、主板材との距離が離れる傾斜形状をしている。折返縁１７ａの先端部とミラー取付用ブラケット１７の主板材との間には、折返縁２１ｈと同様に、後工程で、シーラー（防水加工材）２４が塗布（充填）され、防水、防錆を図る。すなわち、図６のIII部内の拡大形状は、実質的に図３と同一である。ミラー取付用ブラケット１７には、図示しないドアミラーが固定される。このように、本発明は、立柱サッシュだけでなく、車両のドアフレームを構成する他の金属板材にも適用することができる。

図７（ａ）〜（ｃ）は、従来の空ヘム加工の概要を示すもので、同（ａ）はダウンフランジ工程、同（ｂ）はプリヘム工程、同（ｃ）はロープヘム工程を示している。（ａ）のダウンフランジ工程は、図４（ａ）のダウンフランジ工程と同一であり、金属板材１の縁部１ａを、直角（９０°）に近い角度まで折り曲げる。次に図７（ｂ）のプリヘム工程は、金属板材１を固定し、金属板材１の縁部１ｂを、ポンチ４ａにより、更に約１３５°まで内側に折り曲げる工程である。次の図７（ｃ）はロープヘム工程では、金属板材１を固定し、金属板材１の縁部１ｃを、ポンチ４ｂにより、更に内側に折り曲げ、先端自由端部を残部板材（主板材）に接触させる。このように、従来の空ヘムは、３工程が必要であった。

１０ フロントドア
１１ ドア本体
１２ 窓開口
１３ ドアサッシュ
１４ アッパサッシュ
１５ 立柱サッシュ
１７ ミラー取付用ブラケット
１７ａ 折返縁
２１ メインサッシュ部材
２１ａ 意匠部
２１ｂ 接続部
２１ｃ 袋部形成部
２１ｈ 折返縁
２１ｈ’ 折返折曲部
２１ｘ 袋状部
２１ｖ 直角折曲縁
２２ サブサッシュ部材
２２ａ 意匠部
２２ｂ 接続部（底壁）
２２ｃ ガラスラン保持部
２２ｄ 保持段部
２２ｈ ２３ｈ ヘム（折返縁）
２３ ウェザーストリップ保持部材
２３ａ 底壁
２３ｂ ２３ｃ 抜止縁
２４ シーラー（防水材）
α 開き角

Claims (7)

1. 車両のドアフレームを構成する金属板材の縁部に、折返縁を有するドアフレーム構造において、
   上記折返縁の先端部を上記金属板材の主板材と非接触としたこと、及び
   上記折返縁は、その折返折曲部から先端部にかけて主板材との距離が大きくなる傾斜形状をなしていること、
   を特徴とするドアフレーム構造。
2. 請求項１記載のドアフレーム構造において、上記金属板材は、ドアサッシュの立柱サッシュであり、その上下方向に延びる車外側の意匠部の縁部に、上記折返縁が形成されているドアフレーム構造。
3. 請求項１または２記載のドアフレーム構造において、上記折返縁部の先端部と主板材との間に防水加工が施されているドアフレーム構造。
4. 請求項１ないし３のいずれか１項記載のドアフレーム構造において、上記折返縁が主板材となす開き角度は、２５゜未満であるドアフレーム構造。
5. 請求項１ないし４のいずれか１項記載のドアフレーム構造において、上記金属板材は、幅が徐変しているドアフレーム構造。
6. 請求項１ないし５のいずれか１項記載のドアフレーム構造において、上記金属板材は、上記折返縁を含め、プレス加工によって形成されているドアフレーム構造。
7. 車両のドアフレームを構成する金属板材の縁部に、折返縁を形成するドアフレームの製造方法において、金属板材の縁部にダウンフランジ加工を施す工程と、上記ダウンフランジ加工が終了した折曲縁部を、その折返折曲部から先端部にかけての主板材との距離が大きくなる開き角度に１度で加工する不完全ヘム加工を施す工程と、によって上記折返縁を形成することを特徴とするドアフレームの製造方法。

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