JP5692776B2 - 車両用ドアフレーム - Google Patents

Description

本発明は、ドアサッシュと、その下部に設けられるブラケット及びベルトラインリンフォースとを有する車両用ドアフレームに関する。

ドアガラスの外形に沿う形状のドアサッシュの下部にベルトラインリンフォースを設けて構成した車両用ドアフレームで、ベルトラインリンフォースの端部とドアサッシュの間のフレームコーナー部に、ドアパネルへ固定されるブラケットを介在させたタイプが知られている（例えば特許文献１）。

特開２００７−２２３４０６

上記タイプの車両用ドアフレームでは、ベルトラインリンフォースとブラケットの接合部がフレームの一辺の途中に位置するため、当該接合部において強度を確保することが特に求められる。具体的には、溶接によって接合する場合に、折れ剛性が高く、また熱ひずみの影響を受けにくい構造とすることが求められる。

本発明は、簡単な構成で安価に、ベルトラインリンフォースとブラケットの接合部の強度に優れた車両用ドアフレームを提供することを目的とする。

本発明の車両用ドアフレームは、ドアサッシュと、ベルトラインリンフォースと、ドアサッシュとベルトラインリンフォースを接続しかつドアパネルに対して固定されるブラケットを備え、ブラケットとベルトラインリンフォースが、それぞれの溶接線を延長した線が互いに一致しない関係にある複数の溶接部によって接合され、さらに、ベルトラインリンフォースは中空形状断面部とその上下方向に延出される上縁フランジ部及び下縁フランジ部を有し、複数の溶接部が上縁フランジ部と下縁フランジ部に位置することを特徴としている。なお、本発明における溶接線とは、溶接部を一つの線として表すときの仮定線を意味する。

例えば、ベルトラインリンフォースの長手方向に位置を異ならせて複数の溶接部を配置することで、これら溶接部の溶接線を延長した線が互いに一致しない構成とすることができる。あるいは、ドアの側方から見てそれぞれの溶接線が非平行な向きとなるように複数の溶接部を構成してもよい。また、ドアの厚み方向に位置を異ならせて複数の溶接部を配置することでも、それぞれの溶接部の溶接線を延長した線が互いに一致しないようにできる。
複数の溶接線を非平行とする態様では、上縁フランジ部の溶接部と下縁フランジ部の溶接部が、ベルトラインリンフォースの長手方向に進むにつれて互いの溶接線の間隔を徐々に変化させる傾斜を有し、ドアの側方から見て、互いの上記溶接線を延長した線がベルトラインリンフォース上またはブラケット上で交差するように構成することが好ましい。一例として、ベルトラインリンフォースの長手方向端部と重なる位置にブラケットが接合され、上縁フランジ部の溶接部における溶接線と、下縁フランジ部の溶接部における溶接線は、ブラケットと重なるベルトラインリンフォースの長手方向端部から離れるにつれて互いの間隔を徐々に大きくし、ドアの側方から見て、互いの溶接線を延長した線をブラケット上で交差させるとよい。

以上の本発明によれば、各溶接部における溶接線の位置関係をずらすという簡単かつ安価な構成によって、ベルトラインリンフォースとブラケットの接合部の強度に優れた車両用ドアフレームを得ることができる。

本発明を適用した、ドアサッシュ、ベルトラインリンフォース及びブラケットからなる車両用ドアフレームを示す側面図である。 第１の実施形態における、ベルトラインリンフォースとブラケットの接合部付近を示す側面図である。 第１の実施形態におけるベルトラインリンフォースとブラケットの分解状態の斜視図である。 第１の実施形態におけるベルトラインリンフォースとブラケットの接合状態の斜視図である。 第２の実施形態におけるベルトラインリンフォースとブラケットの接合部付近を示す側面図である。 第２の実施形態におけるベルトラインリンフォースとブラケットの分解状態の斜視図である。 第２の実施形態におけるベルトラインリンフォースとブラケットの接合状態の斜視図である。 第３の実施形態におけるベルトラインリンフォースとブラケットの接合部付近を示す側面図である。 第３の実施形態におけるベルトラインリンフォースとブラケットの分解状態の斜視図である。 第３の実施形態におけるベルトラインリンフォースとブラケットの接合状態の斜視図である。 第４の実施形態におけるベルトラインリンフォースとブラケットの接合状態の断面図である。

図１は、車両の後部座席用のドアを構成するドアフレーム１０を示している。以下の説明における前後方向や上下方向は、車両の前後方向や上下方向に対応するものである。ドアフレーム１０は、図示しないドアガラスの外形に沿う形状のドアサッシュ１１と、ドアサッシュ１１の下部に位置し車両前後方向に延びるベルトラインリンフォース１７とによって四辺が構成される枠状をなし、その一つのコーナー部ではドアサッシュ１１とベルトラインリンフォース１７の間にブラケット１５が介在した構造となっている。詳細には、ドアサッシュ１１は、前側に位置して上下方向に延びる立柱サッシュ１２と、立柱サッシュ１２の上端部から後方に向けて延びるアッパサッシュ１３と、アッパサッシュ１３から斜め下方に向けて延びる後側サッシュ部１４とを有しており、後側サッシュ１４の下部にブラケット１５が固定され、このブラケット１５に対してベルトラインリンフォース１７の後端部付近が溶接で接合されている。ベルトラインリンフォース１７の前端部付近は立柱サッシュ１２の下端部付近に接合されている。また、ベルトラインリンフォース１７の前端部付近には別のブラケット１６が固定される。前後のブラケット１５、１６は、ドアの本体部分を構成する不図示のドアパネル（インナパネル）に対して固定される。ドアサッシュ１１は、立柱サッシュ１２とアッパサッシュ１３と後側サッシュ１４によって囲まれる窓開口１８を形成しており、この窓開口１８内にドアガラスが昇降する。ベルトラインリンフォース１７は、ドアパネルの上縁部に沿って延設される。ドアフレーム１０における以上の構成要素は、軽合金（例えばアルミ）の成形品として形成されている。

以下に説明する各実施形態は、ドアフレーム１０におけるブラケット１５とベルトラインリンフォース１７の接合部に関するものであり、図２以下を参照してその詳細を説明する。

図２から図４は第１の実施形態を示している。図３に示すように、ベルトラインリンフォース１７は、中空をなす箱状断面部２０と、該箱状断面部２０から上方と下方にそれぞれ延出される板状の上縁フランジ部２１と下縁フランジ部２２を有している。ブラケット１５は、ベルトラインリンフォース１７の箱状断面部２０の後端部を進入させることが可能な逃げ凹部２３と、逃げ凹部２３の上部に位置し上縁フランジ部２１と重なることが可能な上側重畳部２４と、逃げ凹部２３の下部に位置し下縁フランジ部２２と重なることが可能な下側重畳部２５を有している。

図２に示すように、ベルトラインリンフォース１７は、上縁フランジ部２１の上側後端面３０と、下縁フランジ部２２の下側後端面３１が、前後方向位置を異ならせている。詳細には、上側後端面３０と下側後端面３１は、ベルトラインリンフォース１７の長手方向と略直交しかつ相互に略平行な面であるが、下側後端面３１よりも上側後端面３０の方が後方に位置するように前後方向位置（ベルトラインリンフォース１７の長手方向への位置）がオフセットされている。そのため、図２や図４に示すようにベルトラインリンフォース１７の上縁フランジ部２１と下縁フランジ部２２をそれぞれブラケット１５の上側重畳部２４と下側重畳部２５に重ねたとき（このとき箱状断面部２０の端部が逃げ凹部２３に進入する）、上縁フランジ部２１（上側後端面３０）と上側重畳部２４の境界部分と、下縁フランジ部２２（下側後端面３１）と下側重畳部２５の境界部分が前後方向にずれた位置関係となる。ブラケット１５とベルトラインリンフォース１７は、溶接によって接合される。上述のように、溶接部を一つの線として表すときの仮定線が溶接線であり、ブラケット１５とベルトラインリンフォース１７は、上側後端面３０に沿う溶接線の溶接部Ａと、下側後端面３１に沿う溶接線の溶接部Ｂで溶接される。

このようにブラケット１５とベルトラインリンフォース１７を接合させる２箇所の溶接部Ａ、Ｂを、車両前後方向、すなわちベルトラインリンフォース１７の長手方向に位置を異ならせた関係とすることで、溶接部Ａにおける溶接線を延長した線と、溶接部Ｂにおける溶接線を延長した線とが互いに一致しない（一直線上に並ばない）関係となる。この接合構造には、次のような利点がある。

まず、接合部分における折れ剛性の向上の効果が得られる。上述の通り、ドアフレーム１０は、立柱サッシュ１２、アッパサッシュ１３、後側サッシュ１４及びベルトラインリンフォース１７を四辺とする四角枠状をなしており、これら四辺のうち後側サッシュ１４とベルトラインリンフォース１７の間が、ブラケット１５という別部材を介して接続された構造になっている。換言すれば、ドアフレーム１０を構成する四辺のうちベルトラインリンフォース１７側の一辺のみが、その途中にブラケット１５との接合部（溶接部Ａ、Ｂ）を有する構造である。ここで、本実施形態と異なり、ブラケット１５とベルトラインリンフォース１７の２箇所の溶接部が車両前後方向に位置をずらせておらず、互いの溶接線が一直線上に並んでいる場合を仮定すると、ドアフレーム１０を歪めさせる力が加わったときに、この一直線上の溶接部（溶接線）がドアフレーム１０を折れ曲げさせる軸として作用しやすくなってしまう。これに対し、本実施形態の接合構造では、ブラケット１５とベルトラインリンフォース１７の間の２箇所の溶接部Ａ、Ｂを前後にオフセットさせて互いの溶接線の位置をずらしているため、ブラケット１５とベルトラインリンフォース１７の間を折れ曲げさせるような力への耐性が高くなり、ブラケット１５とベルトラインリンフォース１７の接合構造の強度を高くすることができる。また、上記と同様の理由で、溶接部Ａ、Ｂでの溶接による熱ひずみの影響を受けにくくできるという効果も得られる。

図５から図７は第２の実施形態を示している。この実施形態は、ブラケット１５については第１の実施形態と同一の構造を有し、ベルトラインリンフォース１７の断面形状についても第１の実施形態と共通している。第１の実施形態との相違点はベルトラインリンフォース１７後端の形状であり、上縁フランジ部２１の上側後端面３２については、第１の実施形態の上側後端面３０と同様に、ベルトラインリンフォース１７の長手方向と略直交するひとつの直線状面で構成されているのに対し、下縁フランジ部２２の下側後端面３３は複数の面を組み合わせた階段状に形成されている。詳細には、下側後端面３３は、上側後端面３２と略平行で車両前後方向にオフセットした関係の２つの上下方向面３３ａ、３３ｂと、これら上下方向面３３ａ、３３ｂを接続しベルトラインリンフォース１７の長手方向に向く長手方向面３３ｃを有している。ブラケット１５とベルトラインリンフォース１７の接合に際して、上縁フランジ部２１と上側重畳部２４の間の溶接箇所は、第１の実施形態の溶接部Ａと同様の溶接部Ｃとなる。すなわち、溶接部Ｃの溶接線は、上側後端面３２に沿って形成される。一方、下縁フランジ部２２と下側重畳部２５の間の溶接箇所（溶接線）は、長手方向面３３ｃに沿う溶接部Ｄとなる。これら２箇所の溶接部Ｃ、Ｄの溶接線は、第１の実施形態の溶接部Ａ、Ｂの溶接線と同様に、それぞれを延長した線が互いに一致しない（一直線上に並ばない）関係であるため、折れに対する剛性や、溶接時の熱ひずみへの耐性に優れた接合構造となる。

図８から図１０は第３の実施形態を示している。この実施形態では、ブラケット１５については、ベルトラインリンフォース１７との重畳量を確保するべく、上側重畳部２４の前方への突出量が大きく設定されているが、それ以外の構成は第１及び第２の実施形態と共通している。ベルトラインリンフォース１７については、断面形状は第１及び第２の実施形態と共通しているが、その後端部の形状が異なっている。すなわち、上縁フランジ部２１の上側後端面３４と下縁フランジ部２２の下側後端面３５は、車両後方から前方に進むにつれて互いの幅（上下方向間隔）を徐々に大きくする、傾斜方向反対の傾斜面として形成されている。ブラケット１５とベルトラインリンフォース１７の接合に際しては、この上側後端面３４と下側後端面３５に沿う溶接部Ｅ、Ｆが溶接される。図８のようにドアフレーム１０を側方から見た状態で、溶接部Ｅと溶接部Ｆのそれぞれの溶接線を延長した線は、ブラケット１５と重なる位置で交差する。これら２箇所の溶接部Ｅ、Ｆの溶接線は、第１の実施形態の溶接部Ａ、Ｂや第２の実施形態の溶接部Ｃ、Ｄと同様に、それぞれを延長した線が互いに一致しない（一直線上に並ばない）関係であるため、折れに対する剛性や、溶接時の熱ひずみへの耐性に優れている。なお、この実施形態とは逆に、上縁フランジ部２１の上側後端面３４と下縁フランジ部２２の下側後端面３５の傾斜方向（溶接線の方向）を、車両前方から後方に進むにつれて互いの幅が広がるように設定することも可能である。この場合、図８のようにドアフレーム１０を側方から見た状態で、２つの溶接部の溶接線を延長した線は、それぞれベルトラインリンフォース１７と重なる位置で交差する。

図１１は第４の実施形態を示している。第１から第３の実施形態はいずれも、ブラケット１５とベルトラインリンフォース１７を接合させる２箇所の溶接部は、ドアを側面視した状態での相対位置関係をずらすものであった、これに対し、第４の実施形態では、ブラケット１５とベルトラインリンフォース１７を接合させる２箇所の溶接部Ｇ、Ｈを、車両内外方向（ドアの厚み方向）に相対位置を異ならせている。詳細には、ベルトラインリンフォース１７は、箱状断面部１２０から上方に延びる上縁フランジ部１２１が車内側に位置し、箱状断面部１２０から下方に延びる下縁フランジ部１２２が車外側に位置するように、上縁フランジ部１２１と下縁フランジ部１２２の相対位置をオフセットさせている。これに応じて、ブラケット１５側の上側重畳部１２４と下側重畳部１２５も、車両内外方向に位置をずらせた関係にある。そして、上縁フランジ部１２１と上側重畳部１２４の間の溶接部Ｇと、下縁フランジ部１２２と下側重畳部１２５の間の溶接部Ｈが、互いに車両内外方向に位置をずらせており、これら溶接部Ｇ、Ｈの溶接線を延長した線が互いに一致しない（一直線上に並ばない）関係であるため、先の各実施形態と同じく、折れに対する剛性や、溶接時の熱ひずみへの耐性に優れた接合構造となっている。

以上、図示実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。例えば、第１、第２及び第３の実施形態では、ベルトラインリンフォース１７における上縁フランジ部２１と下縁フランジ部２２の後端部（後端面３０〜３５）の相互位置、形状、向きなどに変化を持たせることで、上下２箇所の溶接部（ＡとＢ、ＣとＤ、ＥとＦ）の溶接線が一直線上に並ばないようにさせているが、ブラケット１５における上側重畳部２４と下側重畳部２５の前端（前縁）部の相互位置、形状、向きなどに変化を持たせて同様の効果を得ることも可能である。

また、図示実施形態は、後部座席用のドアを構成するドアフレームにおける後方のコーナー部分におけるブラケットとベルトラインリンフォースの接合構造に適用したものであるが、ドアフレームの前方のコーナー部分でブラケットとベルトラインリンフォースが接合されているタイプでは、当該接合部分に本発明を適用することもできる。また、ブラケットとベルトラインリンフォースの間に溶接による接合部を有するタイプであれば、後部座席用ドアのドアフレームのみならず、前部座席用のドアのドアフレームにも適用が可能である。

また、図示実施形態は、ブラケットとベルトラインリンフォースの間の溶接部を２箇所としているが、３箇所以上の溶接部でブラケットとベルトラインリンフォースを接合させてもよい。その場合、３箇所以上の全ての溶接部に関し、それぞれの溶接線を延長した線が互いに一致しない（一直線上に並ばない）位置関係にするとよい。

また、本発明は、ベルトラインリンフォースとブラケットを含むドアフレームの材質がアルミのような軽金属（軽合金）である場合に好適であるが、鉄など軽金属以外の材質のドアフレームに適用することも可能である。

１０ ドアフレーム
１１ ドアサッシュ
１２ 立柱サッシュ
１３ アッパサッシュ
１４ 後側サッシュ
１５ １６ ブラケット
１７ ベルトラインリンフォース
２０ １２０ 箱状断面部
２１ １２１ 上縁フランジ部
２２ １２２ 下縁フランジ部
２３ 逃げ凹部
２４ １２４ 上側重畳部
２５ １２５ 下側重畳部
３０ ３２ ３４ 上側後端面
３１ ３３ ３５ 下側後端面
３３ａ ３３ｂ 上下方向面
３３ｃ 長手方向面
Ａ〜Ｈ 溶接部

Claims (6)

1. ドアサッシュ；
   ベルトラインリンフォース；及び
   上記ドアサッシュとベルトラインリンフォースを接続しかつドアパネルに対して固定され、それぞれの溶接線を延長した線が互いに一致しない関係にある複数の溶接部によってベルトラインリンフォースに接合されるブラケット；
   を備え、
   上記ベルトラインリンフォースは、中空形状断面部と、該中空形状断面部から上下方向に延出される上縁フランジ部及び下縁フランジ部を有し、上記複数の溶接部が上記上縁フランジ部と上記下縁フランジ部に位置することを特徴とする車両用ドアフレーム。
2. 上記複数の溶接部は、ドアの側方から見てそれぞれの溶接線が非平行な向きとなっている、請求項１に記載の車両用ドアフレーム。
3. 上記上縁フランジ部の上記溶接部と上記下縁フランジ部の上記溶接部は、上記ベルトラインリンフォースの長手方向に進むにつれて互いの上記溶接線の間隔を徐々に変化させる傾斜を有し、ドアの側方から見て、互いの上記溶接線を延長した線が上記ベルトラインリンフォース上または上記ブラケット上で交差する、請求項２に記載の車両用ドアフレーム。
4. 上記ベルトラインリンフォースの長手方向端部と重なる位置に上記ブラケットが接合され、
   上記上縁フランジ部の上記溶接部における上記溶接線と、上記下縁フランジ部の上記溶接部における上記溶接線は、上記ブラケットと重なる上記ベルトラインリンフォースの上記長手方向端部から離れるにつれて互いの間隔を徐々に大きくし、ドアの側方から見て、互いの上記溶接線を延長した線が上記ブラケット上で交差する、請求項３に記載の車両用ドアフレーム。
5. 上記複数の溶接部は、上記ベルトラインリンフォースの長手方向に位置を異ならせて配置されている、請求項１に記載の車両用ドアフレーム。
6. 上記複数の溶接部は、ドアの厚み方向に位置を異ならせて配置されている、請求項１に記載の車両用ドアフレーム。

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