JP5859836B2 - 車両用ドアフレームの仮組み構造 - Google Patents

Description

本発明は、車両ドアの窓枠を形成する車両用ドアフレームの仮組み構造に関するものである。

この種の車両用ドアフレームは、車両の前後方向後側でドア本体に固着され車両の高さ方向に延びる立柱部と、車両の前後方向前側でドア本体に固着され立柱部の上端に接続される略弓形の上縁部とを備えている。このうち立柱部は、例えば鋼板等の板材をプレス成形してなるアウタ部材及び同様の板材をプレス成形してなるインナ部材を備え、アウタ部材の一方の縁部がカーリングされてインナ部材の一方の縁部が挟み込まれるとともに、それぞれの他方の縁部同士が溶接により結合され、これにより両部材が一体化されている（例えば、特許文献１を参照）。

例えば、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、アウタ部材５０の溶接用の縁部には、車外側に屈曲するとともに車内側に折り返してなる折返し部５１が形成され、この折返し部５１は、車内側に開口する開口部５２を有する。一方、インナ部材６０の溶接用の縁部には、車外側に向かう延出部６１が形成され、この延出部６１の縁部が折返し部５１の開口部５２に挿入されるかたちで、インナ部材６０がアウタ部材５０に仮組みされる。尚、延出部６１の先端面には、車外側に隆起する台座部６２が形成されるとともに、この台座部６２の中央部には、さらに車外側に突出する突起部６３が形成され、この突起部６３は、上記仮組みの状態において折返し部５１の対向部５１ａに当接される。

そして、この仮組みの状態において、抵抗溶接装置の一対の溶接電極にてアウタ部材５０の折返し部５１及びインナ部材６０の延出部６１が挟持・加圧され、両電極間に溶接電流が流されると、図８（ｃ）、（ｄ）に示すように、電流集中により突起部６３が加熱溶融され、台座部６２と対向部５１ａとが加圧接合される。その結果、アウタ部材５０及びインナ部材６０が結合されて一体化される。

特開２０１１−６８１８１号公報

ところで、抵抗溶接に供される突起部６３の先端形状が角部を有するとき、その角部で電流集中すると、溶接で溶けた金属が飛散して粒状に固まるスパッタと呼ばれる現象の生じる虞がある。例えば、図９に示すように、折返し部５１及び延出部６１の挟持・加圧の過程において、突起部６３の角部６３ａが対向部５１ａに当接された状態で溶接電流が流されると、角部６３ａでの電流集中によりスパッタが発生し易い。

本発明は、このような問題点に着目してなされたものであって、その目的は、安定的な溶接を行うことができるとともに、接合後も安定した品質を維持することが可能な車両用ドアフレームの仮組み構造を提供することにある。

上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、車両ドアの窓枠を形成する車両用ドアフレームの仮組み構造であって、板材にて成形され、ガラスラン収納部を形成するアウタ部材と、板材にて成形され、前記窓枠の骨格をなす本体部を有して前記アウタ部材に結合されるインナ部材とを備え、前記アウタ部材は、前記ガラスラン収納部を形成する縁部を車外側に屈曲するとともに車内側に折り返してなる、車内側に開口する開口部を有する折返し部を備え、前記インナ部材は、前記本体部の車外側に向かう延出部を形成する縁部が前記折返し部の前記開口部に挿入されており、前記延出部の前記開口部に挿入される前記縁部の先端面には、前記インナ部材の長手方向における所定位置に配置される突起部であって、抵抗溶接時の電流集中により加熱溶融されて前記先端面及び前記折返し部の対向部との間に接合部を形成することになる突起部が車外側に突出形成され、前記突起部は、先端の断面形状が車外側に突出する弧状をなしており、前記折返し部は、前記突起部の当接される前記対向部を挟んで、車外側に屈曲して前記対向部へ続く第１の屈曲部及び前記対向部から車内側に折り返された第２の屈曲部を有し、前記第１の屈曲部及び前記第２の屈曲部の少なくとも一方の内面には、前記対向部を起点として車内側に向かう程、前記延出部に対する距離の広がる斜面が形成されるとともに、前記第１の屈曲部及び前記第２の屈曲部の各内面と、前記対向部に当接した状態にある前記縁部の前記突起部との間に隙間が形成されていることをその要旨としている。

同構成によると、抵抗溶接に供される突起部について、いわば角部の存在しない先端形状とすることで、スパッタの発生が抑制される。このため、抵抗溶接時の電流集中により突起部が好適に加熱溶融され、延出部の先端面及び折返し部の対向部が好適に加圧接合されるとともに、この接合後において安定した品質が得られるようになる。従って、安定的な溶接を行うことができるとともに、接合後も安定した品質を維持することができる。

同構成によると、第１の屈曲部及び前記第２の屈曲部が延出部に対し離間配置されていることで、両者間に隙間が形成され、溶接電流が狙いの突起部に集中し、すなわちそれ以外の延出部への分流が回避される。従って、溶接を高い効率で行うことができる。

同構成によると、折返し部及び延出部の挟持・加圧を伴って、折返し部の開口部に延出部が挿入される際、延出部が斜面に沿って変位され、突起部の先端が対向部に当接される位置まで案内される。従って、位置ずれを吸収できるようになり、狙いの位置で溶接を行うことができる。

本発明によれば、安定的な溶接を行うことができるとともに、接合後も安定した品質を維持することができる。

車両用ドアフレームの一実施の形態について、このドアフレームが適用される車両ドアの上部構造を車両の幅方向外側である車外側から見た側面図。 図１のＡ−Ａ線に沿った断面図。 折返し部の周辺を拡大しつつ分解して示す断面図。 インナ部材を破断して示す斜視図及び突起部を拡大して示す正面図。 アウタ部材とインナ部材との接合態様を示す断面図であって、（ａ）は接合前の状態である仮組み状態を示す折返し部周辺の断面図、（ｂ）はそのＢ−Ｂ線に沿った断面図、（ｃ）は接合後の状態を示す折返し部周辺の断面図、（ｄ）はそのＣ−Ｃ線に沿った断面図。 （ａ）〜（ｄ）は他の実施の形態によるドアフレームについて、折返し部を拡大して示す断面図。 他の実施の形態によるドアフレームについて、折返し部の周辺を拡大して示す断面図。 従来のドアフレームについて、アウタ部材とインナ部材との接合態様を示す断面図であって、（ａ）は接合前の状態である仮組み状態を示す折返し部周辺の断面図、（ｂ）はそのＤ−Ｄ線に沿った断面図、（ｃ）は接合後の状態を示す折返し部周辺の断面図、（ｄ）はそのＥ−Ｅ線に沿った断面図。 角部が対向部に当接されている様子を示す断面図。

以下、本発明にかかる車両用ドアフレームを具体化した一実施の形態について説明する。
図１に示すように、車両ボデーの側部に支持される車両ドア１は、その下部を構成するドア本体２を備える。このドア本体２は、ドア外板を構成するドアアウタパネル及びドア内板を構成するドアインナパネル（図示略）が結合されてなる袋状の構造体であって、上向きの開口部から出没可能なドアウインドガラスＤＷ等が設置される。

また、車両ドア１は、ドア本体２の上端部に取着されて車両ドア１の窓枠、すなわちドアウインドガラスＤＷの枠を構成するドアフレーム５を備える。このドアフレーム５は、車両の前後方向後側でドア本体２の例えばドアインナパネルに固着され車両の高さ方向に延在する立柱部５ａと、車両の前後方向前側でドア本体２に固着され立柱部５ａの上端に接続される略弓形の上縁部５ｂとを有して下向きに開放されている。本実施形態の車両ドア１はフロントドアであって、ドアフレーム５の上縁部５ｂ及び立柱部５ａが車両ボデーのＡピラー及びＢピラーに対応して配置されている。

図２に示すように、上記立柱部５ａは、例えば鋼板等の板材をプレス成形してなるアウタ部材１０と、同様の板材をプレス成形してなるインナ部材２０と、断面が略Ｃ字状のシール部材収納部３０と、車外側に配置され車両ドア１の外側からドアウインドガラスＤＷに臨む内側にかけて延在する意匠部材４０とを備えて構成される。尚、インナ部材２０の板厚は、アウタ部材１０の板厚よりも大きく設定されている。ちなみに、意匠部材４０の車外側に露出する端面は、立柱部５ａの意匠面４０ａを形成するとともに、この意匠面４０ａは、車両の高さ方向に変位するに従いその幅が徐変されて意匠性の向上が図られている。

上記アウタ部材１０は、車両ドア１の内側に向けて開放された断面が略コ字状のガラスラン収納部１１を有する。ガラスラン収納部１１は、車両の幅方向内側である車内側において、車両ドア１の外側から内側にかけて延在する側壁部１１ａを有し、この側壁部１１ａの縁部には、車外側に屈曲するとともに車内側に折り返してなる折返し部１２が形成されている。尚、図３に示すように、この折返し部１２は、車内側に開口する開口部１３を有する。

一方、上記インナ部材２０は、ガラスラン収納部１１の外側で且つ意匠部材４０の車内側に沿うかたちで車両ドア１の外側から内側にかけて延在する取付部２１と、この取付部２１の内側端に連続して車内側に屈曲するとともに車外側に折り返して折返し部１２の開口部１３に臨む断面が略矩形状の本体部２２とを一体的に有する。尚、本体部２２は、立柱部５ａの骨格をなすもので、車両ドア１の内側において車内側から車外側に向かう延出部２３を有する。インナ部材２０は、中間部分がアウタ部材１０及びシール部材収納部３０によって挟み込まれつつ、延出部２３の縁部２３ａが折返し部１２の開口部１３に挿入されることで、アウタ部材１０に仮組みされる。

次に、アウタ部材１０とインナ部材２０との接合態様について説明する。
図４に示すように、延出部２３の縁部２３ａの先端面２３ｂには、車外側に台状に隆起する台座部２４がインナ部材２０の長手方向に沿って複数形成されるとともに、それぞれの台座部２４の長手方向中央部には、さらに車外側に突出する突起部２５が形成されている。この突起部２５は、先端の断面形状が車外側に突出する略円弧状をなすとともに、先端面が断面略円弧状の集合による曲面をなしている。すなわち、突起部２５の先端部２５ｂは、球を任意の平面でカットした立体形状を、上記平面に対して直交し且つ互いに平行な二つの平面でさらにカットした立体形状をなしている。したがって、この立体形状による突起部２５の先端面は、上記球の表面の一部となっている。そして、突起部２５について、断面略円弧状の先端へ続く根元の部分には、上記略円弧による先端部２５ｂの最大幅の維持されたストレート部２５ａが設けられ、すなわち略四角柱状のストレート部２５ａを土台としてその先に上記立体形状の先端部２５ｂが設けられている。

一方、図５（ａ）に示すように、折返し部１２は、上記突起部２５の当接される対向部１２ａを挟んで、車外側に屈曲して対向部１２ａへ続く第１の屈曲部１２ｂ及び対向部１２ａから車内側に折り返された第２の屈曲部１２ｃを有するとともに、車内側に向かうに連れて開口の広がる断面が略逆Ｕ字状をなしている。すなわち、第１の屈曲部１２ｂ及び第２の屈曲部１２ｃは、それぞれ延出部２３に対して離間配置されるとともに、いずれの内面も、対向部１２ａを起点として車内側に向かう程、延出部２３に対する距離が線形に広がる斜面となっている。尚、図５（ｂ）に示すように、仮組みの状態では、対向部１２ａと台座部２４との間に車内外方向の間隙が設定されている。

そして、この仮組みの状態において、抵抗溶接装置の一対の溶接電極（図示略）にて折返し部１２及び延出部２３が挟持・加圧され、両電極間に溶接電流が流されると、図５（ｃ）、（ｄ）に示すように、電流集中により突起部２５が加熱溶融され、台座部２４と対向部１２ａとが加圧接合される。尚、この接合後には、対向部１２ａと台座部２４との間の間隙が突起部２５による金属で満たされて両者が接触され、その結果、アウタ部材１０及びインナ部材２０が結合されて一体化される。ちなみに、台座部２４は、両者結合時の位置決め基準として用いられる。

ところで、図２に示すように、ガラスラン収納部１１には、長手方向の略全長に亘って、例えばゴム材からなる断面が略コ字状のガラスラン４５が液密的に装着されている。このガラスラン４５は、ガラスラン収納部１１における断面が略コ字状の開口端よりも突出するように設けられ、ガラスラン収納部１１内への水の浸入を抑制する。特に、ガラスラン４５の車内側の端部がアウタ部材１０の折返し部１２及びインナ部材２０の延出部２３の縁部２３ａよりも車内側に位置することにより、立柱部５ａの内部空間への水の浸入を抑制する。そして、ガラスラン４５には、ドアウインドガラスＤＷの車外側及び車内側の両周縁部が弾性的に接触可能となっている。したがって、ガラスラン４５は、ドアウインドガラスＤＷを開閉可能に弾性的に保持する。

また、車両ドア１の立柱部５ａが対向する車両ボデーの開口部周縁部Ｂには、インナ部材２０の長手方向の略全長に亘って本体部２２に液密的に接触するボデー側シール部材４６が保持されている。したがって、立柱部５ａと開口部周縁部Ｂとは、上記ボデー側シール部材４６によって、車外側と車内側との間に空間を伴って液密的に隔てられている。

さらに、シール部材収納部３０には、図示しないドア側シール部材が保持される。このドア側シール部材は、インナ部材２０の長手方向略全長に亘って車両ボデーの開口部周縁部Ｂに液密的に接触する。

次に、ドアフレーム５の作用について説明する。
仮組みの過程において、アウタ部材１０の折返し部１２及びインナ部材２０の延出部２３の挟持・加圧を伴って、折返し部１２の開口部１３に延出部２３が挿入される際、延出部２３が第１の屈曲部１２ｂの内面或いは第２の屈曲部１２ｃの内面に沿って変位され、突起部２５の先端が対向部１２ａに当接される位置まで案内される。尚、この当接状態では、延出部２３と第１の屈曲部１２ｂ及び第２の屈曲部１２ｃとの間に隙間が形成される。そして、この当接状態で挟持・加圧が維持されつつ溶接電流が流されると、当接箇所での電流集中により、突起部２５のうち、角部の存在しない丸みを帯びた先端部２５ｂがまず加熱溶融され、この溶接当初は緩やかに加熱溶融が進行する。尚、このとき、突起部２５以外の部位への分流が回避される。そして、それに引き続いて、溶接の安定された段階でストレート部２５ａが加熱溶融され、このとき溶け込み量が十分に確保される。そして、挟持・加圧が継続されつつ溶接電流が解かれると、突起部２５による金属が冷えて固まり、対向部１２ａと台座部２４とが加圧接合される。その結果、アウタ部材１０及びインナ部材２０が結合されて一体化される。

以上説明したように、本実施形態によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）抵抗溶接に供される突起部２５について、いわば角部の存在しない先端形状とすることで、スパッタの発生が抑制される。このため、抵抗溶接時の電流集中により突起部２５が好適に加熱溶融され、延出部２３の先端面２３ｂに形成された台座部２４及び折返し部１２の対向部１２ａが好適に加圧接合されるとともに、この接合後において安定した品質が得られるようになる。従って、安定的な溶接を行うことができるとともに、接合後も安定した品質を維持することができる。

（２）抵抗溶接時の電流集中により、まず突起部２５の先端部２５ｂが加熱溶融され、それに引き続いてストレート部２５ａが加熱溶融される。このため、溶接の当初はスパッタの発生しない態様で先端部２５ｂが加熱溶融されるとともに、やがて溶接の安定された段階においてストレート部２５ａが加熱溶融され、このときの溶け込み量が十分に確保される。従って、接合の度合が強固なものとなり、引張強度を増大させることができる。

（３）第１の屈曲部１２ｂ及び第２の屈曲部１２ｃが延出部２３に対し離間配置されていることで、両者間に隙間が形成され、溶接電流が狙いの突起部２５に集中し、すなわちそれ以外の延出部２３への分流が回避される。従って、溶接を高い効率で行うことができる。

（４）折返し部１２及び延出部２３の挟持・加圧を伴って、折返し部１２の開口部１３に延出部２３が挿入される際、延出部２３が第１の屈曲部１２ｂの内面或いは第２の屈曲部１２ｃの内面による斜面に沿って変位され、突起部２５の先端が対向部１２ａに当接される位置まで案内される。従って、位置ずれを吸収できるようになり、狙いの位置で溶接を行うことができる。

（５）突起部２５の先端面が球の表面の一部となる曲面をなしていることで、いずれの部位が点接触により対向部１２ａに当接される場合にも、角部での電流集中との比較において、緩やかに加熱溶融が進行する。従って、スパッタの発生が抑制され、安定した溶接を行うことができる。

尚、上記実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
・突起部２５について、先端の断面形状を車外側に突出する弧状に設定するにあたり、円弧状に設定する代わりに、楕円或いは放物線等の一部をかたどった弧状に設定してもよい。

・突起部２５について、溶け込み量の確保されることを条件に、ストレート部２５ａは必ずしも設けられる必要はなく、台座部２４から突出高さの大きな断面弧状による例えば半球状の突起部２５が形成されてもよい。尚、台座部２４についても必ずしも設けられる必要はなく、例えば結合時の位置決めとなる別の構造を有することを条件に割愛されてもよい。この場合、先端面２３ｂから直接的に突起部２５が形成され、この突起部２５について、丸みを帯びた先端部２５ｂに加えてストレート部２５ａが設けられるもの、或いは、丸みを帯びた先端部２５ｂのみによるもの等が許容される。

・突起部２５は、例えば円柱の側面の一部、いわば蒲鉾形状のような一定断面の弧状であってもよい。
・第１の屈曲部１２ｂの内面及び第２の屈曲部１２ｃの内面に形成される斜面について、対向部１２ａを起点として車内側に向かう程、延出部２３に対する距離が線形に広がる構成に限定されない。例えば、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、対向部１２ａを起点として車内側に向かう程、延出部２３に対する距離が曲線的に広がる構成が採用されてもよい。また、図６（ｃ）に示すように、対向部１２ａを起点として車内側に向かう程、延出部２３に対する距離が線形に広がる斜面を有しつつ、対向部１２ａを起点として車内側に向かう程、板厚の小さくされる構成が採用されてもよい。さらに、それらが組み合わされて第１の屈曲部１２ｂ及び第２の屈曲部１２ｃが構成されてもよい。ちなみに、図６（ｄ）に示すように、第１の屈曲部１２ｂの内面及び第２の屈曲部１２ｃの内面の一方に斜面の形成される構成が採用されてもよい。

・図７に示すように、延出部２３と第１の屈曲部１２ｂ及び第２の屈曲部１２ｃとの間に隙間の形成される構成において、第１の屈曲部１２ｂの内面及び第２の屈曲部１２ｃの内面に斜面が形成されず、折返し部１２の断面形状が下向き開口の略横コ字状をなす構成が採用されてもよい。こうした構成でも、隙間が形成されることで分流を回避することができる。

・意匠部の一体化されたアウタ部材１０を採用することで意匠部材４０が割愛されてもよい。この場合、アウタ部材１０が意匠部を兼ねる、すなわちアウタ部材１０の一部が車外側に露出されるので、アウタ部材１０に例えば防錆鋼板が用いられてもよい。

・上記実施形態では、本発明にかかる車両用ドアフレームがフロントドアのドアフレーム５の立柱部５ａに適用されているが、ドアフレーム５の上縁部５ｂに適用されてもよいし、例えばリアドアの窓枠を形成するドアフレームに適用されてもよい。

次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について記載する。
（イ）前記突起部の先端面は、断面弧状の集合による曲面をなしている前記車両用ドアフレーム。同構成によると、突起部の先端面が曲面をなしていることで、いずれの部位が点接触により対向部に当接される場合にも、角部での電流集中との比較において、緩やかに加熱溶融が進行する。従って、スパッタの発生が抑制され、安定した溶接を行うことができる。

１…車両ドア、２…ドア本体、５…ドアフレーム、５ａ…立柱部、５ｂ…上縁部、１０…アウタ部材、１１…ガラスラン収納部、１１ａ…側壁部、１２…折返し部、１２ａ…対向部、１２ｂ…第１の屈曲部、１２ｃ…第２の屈曲部、１３…開口部、２０…インナ部材、２１…取付部、２２…本体部、２３…延出部、２３ａ…縁部、２３ｂ…先端面、２４…台座部、２５…突起部、２５ａ…ストレート部、２５ｂ…先端部、３０…シール部材収納部、４０…意匠部材、４０ａ…意匠面、４５…ガラスラン、４６…ボデー側シール部材、ＤＷ…ドアウインドガラス。

Claims (1)

1. 車両ドアの窓枠を形成する車両用ドアフレームの仮組み構造であって、
   板材にて成形され、ガラスラン収納部を形成するアウタ部材と、
   板材にて成形され、前記窓枠の骨格をなす本体部を有して前記アウタ部材に結合されるインナ部材とを備え、
   前記アウタ部材は、前記ガラスラン収納部を形成する縁部を車外側に屈曲するとともに車内側に折り返してなる、車内側に開口する開口部を有する折返し部を備え、
   前記インナ部材は、前記本体部の車外側に向かう延出部を形成する縁部が前記折返し部の前記開口部に挿入されており、
   前記延出部の前記開口部に挿入される前記縁部の先端面には、前記インナ部材の長手方向における所定位置に配置される突起部であって、抵抗溶接時の電流集中により加熱溶融されて前記先端面及び前記折返し部の対向部との間に接合部を形成することになる突起部が車外側に突出形成され、
   前記突起部は、先端の断面形状が車外側に突出する弧状をなしており、
   前記折返し部は、前記突起部の当接される前記対向部を挟んで、車外側に屈曲して前記対向部へ続く第１の屈曲部及び前記対向部から車内側に折り返された第２の屈曲部を有し、
   前記第１の屈曲部及び前記第２の屈曲部の少なくとも一方の内面には、前記対向部を起点として車内側に向かう程、前記延出部に対する距離の広がる斜面が形成されるとともに、前記第１の屈曲部及び前記第２の屈曲部の各内面と、前記対向部に当接した状態にある前記縁部の前記突起部との間に隙間が形成されていることを特徴とする車両用ドアフレームの仮組み構造。