JP4262201B2 - 車両ドアおよびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は車両ドアおよびこれを製造する方法に関する。

現代の車両ドアは、通常、ドアの厚さとなる厚さを有する、深絞りした支持用のいわゆる内側パネルを有する。外側パネルが、内側パネルの縁まわりに折り曲げてあり、接着剤で固着してある。内側パネルは、深絞りするので、高力鋼で作ることができない。ウィンドウの下にあるいわゆるウエスト・レールが内側パネルに溶接してあり、これはウィンドウの内側または外側に位置させることができる。内側パネルの鋼よりかなり大きい強度を有する鋼からなる側方衝撃ガード・ビームも内側パネルに溶接してあり、これは外側パネルに接近して位置する。平らなトリムが内側パネルに留めてある。ドアの側端部は内側パネルの側端部だけで構成してあり、車両内部に向いた内側パネル側面は比較的小さい開口しか持たず、そのため、ドアの細かい内側部品を装着するのが難しい。

本発明の目的は、軽量で強度があり、低コストで作ることができ、ドアのウィンドウ構造の取り付けのようなドア構成要素の取り付けを簡単に行える車両ドアを提供することにある。

この目的は、主として、側方衝撃ガード・ビームを有する高力鋼からなる支持フレームと、側方衝撃ガード・ビームがフレームに近くになるようにフレームに留めた外側パネルと、フレーム上に着脱自在に装着したビーム構造と、ビーム構造に留めた内側パネルとを含み、ドアのウィンドウ構造が、着脱自在なビーム構造上に装着してあり、フレームとビーム構造との間に位置している車両ドアによって達成される。

本発明による方法は、側方衝撃ガード・ビームを含む、高力鋼からなる支持フレームを作り、側方衝撃ガード・ビームが外側パネルに近くなるように外側パネルをフレームに留め、ビーム構造をフレーム上に装着し、ウィンドウ構造をビーム構造上に装着してからビーム構造を取り付け、ビーム構造が所定位置にあるときにウィンドウ構造がフレームとビーム構造との間に位置するようにすることからなる。

支持フレームは、硬化可能な鋼板素材を熱間スタンプ加工し、このように形成したフレームをそれが形成用ツール内にある間に一体の側方衝撃ガード・ビームと共に硬化させることによって適宜製造することができる。ドアを組み立てるとき、フレームの側方衝撃ガード・ビームが外側パネルの近くにあるように外側パネルをドアの支持フレームに留める。

このようにして、フレームの非常に高い強度を得ることができ、内側パネルが支持機能を持つ必要がなくなるので、内側パネルをたとえばプラスチックで作ることができる。この内側パネルは、実際にドアの全厚にわたって延びる支持要素の代わりにドアの厚さ（幅）の大部分を覆うように深く作ることができる。支持フレームは、ドア厚さの半分未満である厚さを持つことができる。フレームがドア全体の厚さに比べて薄いならば、フレームの形成が容易になるので、非常に高い強度の鋼でフレームを作ることができる。より深く形成する支持部分を有する在来工法のドアにおいては、もっと低い強度の鋼を使用しなければならない。あるいは、フレームを比較的薄くすることができるので、高強度冷間形成用鋼でフレームを冷間形成してもよいが、プレス硬化プロセスにおけるほどの高い強度を得ることはできない。このプレス硬化プロセスにおいては、８００Ｎ／ｍｍ²を超える、または１０００Ｎ／ｍｍ²すら超える降伏強度（yield strength）を得ることができる。熱間形成と比較して冷間形成では破断伸びも減ることになる。比較的小さい強度（例えば３５０Ｎ／ｍｍ²の耐力強度）を有する場合も、本発明による車両ドアは有利である。しかしながら、５００Ｎ／ｍｍ²またはそれを超える耐力強度を有する冷間形成用鋼もおそらく使用できる。

ウィンドウ構造全体およびドア・ロックのような他の細かい部品も、予めビーム構造上に装着して１つのユニットを形成できるので、ドアの組み立てが簡単になり、このユニットのねじを緩めれば全てのドアの要素に容易にアクセスすることができる。また、内側パネルをビーム構造に予め装着するということも有利である。こうして、ビーム構造を装着し、実際にドアの他の要素のすべてを予め装着した、外側パネルを有する支持フレームからなるドアを得ることができる。

本発明は、特許請求の範囲の請求項によって定義されている。
添付図面が本発明の好ましい実施態様を示している。

図１は、内側前方から見た左側前ドア用のフレームを示している。
図２は、内側後方から見た同じドアを示している。
図３は、図１、２に示すフレームを通る縦断面図であり、外側パネルも示している図である。
図４は、図１〜３に示すフレーム上に装着するようになっているビーム構造の図である。このビーム構造はウィンドウ構造およびロックを担持しており、内側から見た状態で示してある。
図５は、図４と同じ構造を示しており、外側から見た図である。
図６は、内側パネルを有するユニットを形成するようにねじ留めした、図４、５に示す構造を示している。
図７は、図１〜３に示すフレーム上に装着した、図６に示す構造を示している。
図８は、図７に対応する図であるが、内側から、そして、斜め後から見た図７のドアを示している。
図９は、斜め前から見た図８のドアを示している。
図１０は、図６〜９に示すドアの展開図である。
図１１は、図１に対応する図であるが、幾分修正した設計を示している。
図１２は、図２に対応する図であり、図１１の設計を示している。

図１は車両の左ドアのフレーム１０を示しており、このフレームは内側から、そして、斜め前から見た状態である。図２は、斜め後から見た同じフレームを示している。フレームは平らな鋼板から形成してあり、クラウン１２および側フランジ１７、１８を有する環状ハット・ビーム１３〜１６を有する。外側の側フランジ１７は、図３で最も良くわかるように、ドアの外側パネルに適応させるべく種々の幅を有する。ハット・ビームのクラウン１２は車両の内側に面している。ハット・ビームは、湾曲部でつないだ４つのまっすぐな部分１３、１４、１５、１６を有する。穴２０、２１が環状ハット・ビームの中央に形成してあり、側方衝撃ガード・ビーム２２がビーム部分１３、１５間に延びており、穴２０、２１の間の橋となっている。ビーム２２は、図示のように内側に面するクラウンを有する開放輪郭を持っていてもよいが、スポット溶接によってカバーを取り付けてもよい。ビームは、また、別の横断面を持っていてもよく、たとえば、開放側が内側に向いているダブル・ハット輪郭を持っていてもよい。ハット・ビーム１３〜１６の異なった部分が異なった横方向輪郭を持っていてもよいし、いくつかの部位でダブル・ハットとなっていてもよい。ドアのヒンジが、それぞれ、溶接ナット２４、２５および２６、２７に留めてある。

シートメタルからなる外側パネル２８が図３に示してある。外側パネルは、ハット・ビーム部分１３、１５、１６の外側フランジ１７のまわりに折り曲げてあり、折り重なったところで接着してある。図３に折り曲げ部２９が示してあるが、わかりやすくするために、分離した状態で側フランジ１７まわりに折り曲げてない状態で示してある。側方衝撃ガード・ビーム２２ならびに支持フレーム１０全体の他の部分は外側パネルの直ぐそばにある。すなわち、衝撃ガードはできるだけ乗員から離れたところにあって、そのことは有利なことである。

図４、５は、単一のシートメタル片から形成したビーム構造３０を示している。ビーム構造３０は２つのハット・ビーム３１、３２を有する。ハット・ビーム３１、３２は後端のところでドアのロック３３を担持している。ウィンドウ・ガラス３５用のガイドともなるウィンドウ・フレーム３４を含むウィンドウ構造全体と、電動モーターを有するウィンドウ・リフト３６が、ねじによってビーム構造３０に留めてある。アームレスト３８が、ロッド４０を介してロックを制御するドアハンドル３９を担持している。わかりやすくするために、ビーム構造３０にねじ留めした内側パネルは示していない。内側パネル４１は、ビーム構造３０とアームレスト３８との間で締付けてある。ビーム構造３０は、高強度冷間形成用鋼で作ることができるように設計してもよいが、プレス硬化法に従って作ってもよい。

展開図である図１０には、種々の要素３０〜３８ならびに内側パネル４１が示してあるが、これらはすべて１つのユニットとなるように相互にねじ留めする。ドアハンドル３９およびロッド４０は、図１０では省略してあるが、このユニットの一部を形成する。このユニット３０〜４１は、実際に、支持フレーム１０およびそこに結合した外側パネルを除いて、ドア要素のすべてを含む。

ユニット３０〜４１は、図６と同様に相互にねじ留めした状態で示してあるが、図６ではアームレストおよびドアハンドルは省略してある。図７は、フレーム１０にねじ留めした図６のユニットを示している。ユニット３０〜４１を装着する前に外側パネルをフレームに留めるのであるが、図７には外側パネルは示していない。

ユニット３０〜４１全体は、フレーム１０に溶接したナットに螺合させたねじ４８〜５３によってビーム構造３０の端を留めることによってフレームに留める。フレーム１０は比較的薄く、内側パネル４１は比較的深い。内側パネルは何かを支えるものではないので、たとえばプラスチックで作ってもよい。ドアの支持要素、すなわち、側方衝撃ガード・ビーム２２を有するフレーム１０は外側パネル２８に接近している。このことは、側方衝撃を受けたときに安全の観点から有利である。

図１０にはトリム５４が示してあり、このトリムは、アームレスト３８を通して移動させ、内側パネル４１に留める。点検修理の必要があるときには、トリム５４を取り外すことによってドアを容易に開けることができる。そして、６つのねじ４８〜５３を外した後、ユニット３０〜４１全体を取り出すことができる。このとき、ドアの要素のすべてが取り出されたユニット内にある。ロック３３およびロッド４０を有するドアハンドル３９は図１０では省略してある。

図示の方法で共通して内側パネル４１およびビーム構造３０を装着する代わりに、まずビーム構造を装着してからこのビーム構造上に内側パネルを装着してもよい。その場合、内側パネルは、２、３のより小さいねじによって留めることができる。内側パネルは仕上げ面を得るようにプレス形成または成形してもよい。その場合、別体のトリムは必要ない
。

図８、９は、内側パネル４１に留めたトリム５４を有する組み立て済みのドアを示している。このトリムは、たとえばスナップ式に留めることができる。あるいは、内側パネルは、完全なカバーを必要とせず、目に見えるねじのみを覆うように設計してもよい。内側パネル３６はフレームのハット・ビームに連結する側端部および底を有し、フレームおよび内側パネルが一緒になってドアの側端部および底を形成する。内側パネルは、また、ウィンドウ３５に連結する上端も有する。このようにして、内側パネルはドア内部をシールすると共に、外部音を減衰させると同時に塵および湿気を遮断する。

先に述べた図では、バックミラー用の取り付け部は示さなかった。図１１、１２は、図１、２に対応する図であり、フレーム１０と一体としたバックミラー取り付け部５５を示している。

内側前方から見た左側前ドア用のフレームを示している。 内側後方から見た同じドアを示している。 図１、２に示すフレームを通る縦断面図であり、外側パネルも示している図である。 図１〜３に示すフレーム上に装着するようになっているビーム構造の図であり、ウィンドウ構造およびロックを担持しているビーム構造を内側から見た図である。 図４と同じ構造を示しており、外側から見た図である。 内側パネルを有するユニットを形成するようにねじ留めした、図４、５に示す構造を示している。 図１〜３に示すフレーム上に装着した、図６に示す構造を示している。 図７に対応する図であるが、内側から、そして、斜め後から見た図７のドアを示している。 斜め前から見た図８のドアを示している。 図６〜９に示すドアの展開図である。 図１に対応する図であるが、幾分修正した設計を示している。 図２に対応する図であり、図１１の設計を示している。

Claims (13)

1. 側方衝撃ガード・ビーム（２２）を有する高力鋼で作った支持フレーム（１０）と、側方衝撃ガード・ビームが外側パネルの近くになるようにフレームに留めた外側パネル(２８)と、フレーム上に着脱自在に装着したビーム構造（３０）と、ビーム構造に留めた内側パネル（４１）とを含み、ドアのウィンドウ構造（３４〜３７）が、着脱自在なビーム構造（３０）上に装着してあり、フレーム(１０)とビーム構造（３０）との間に位置していることを特徴とする車両ドア。
2. ウィンドウ構造がドアのウィンドウ・フレーム（３４）を含むことを特徴とする請求項１に記載の車両ドア。
3. ドアのロック（３３）が着脱自在なビーム構造内に装着してあることを特徴とする請求項１または２に記載の車両ドア。
4. 内側パネル（４１）がプラスチックで作ってあることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両ドア。
5. 内側パネル（４１）の大部分がトリム（５４）で覆われていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の車両ドア。
6. トリム（５４）がウィンドウに隣接していることを特徴とする請求項５に記載の車両ドア。
7. フレーム(１０)の厚さがドアの厚さの半分未満であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の車両ドア。
8. ドアのフレーム（１０）の鋼が少なくとも８００Ｎ／ｍｍ ² の降伏強度を有することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の車両ドア。
9. 側方衝撃ガード・ビーム（２２）を含む高力鋼からなる支持フレーム(１０)を製作し、側方衝撃ガード・ビームが外側パネルの近くになるように外側パネル（２８）をフレームに留め、ビーム構造（３０）をフレーム(１０)上に装着し、ビーム構造を装着する前にビーム構造（３０）上にウィンドウ構造（３４〜３７）を装着し、ビーム構造が所定位置にあるときにウィンドウ構造がフレーム(１０)とビーム構造(３０)との間に位置するようにすることを特徴とする車両ドアの製造方法。
10. ウィンドウ構造（３４〜３７）がドアのウィンドウ・フレーム（３４）を含み、ビーム構造（３０）上に装着してあることを特徴とする請求項９に記載の方法。
11. ビーム構造をフレーム(１０)上に装着する前にドアのロック（３３）をビーム構造上に装着することを特徴とする請求項９または１０に記載の方法。
12. ビーム構造をフレーム(１０)上に装着する前に内側パネル（４１）をビーム構造上に装着することを特徴とする請求項９〜１１のいずれか１項に記載の方法。
13. 鋼板の素材を整形して一体の衝撃ガード・ビーム（２２）を有するフレーム(１０)を形成することを特徴とする請求項９〜１２のいずれか１項に記載の方法。

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