JP6519002B2

JP6519002B2 - 車両用ドアヒンジ及びその製造方法

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Publication number: JP6519002B2
Application number: JP2014239959A
Authority: JP
Inventors: 浩司森永
Original assignee: Mitsui Kinzoku ACT Corp
Current assignee: Mitsui Kinzoku ACT Corp
Priority date: 2014-11-27
Filing date: 2014-11-27
Publication date: 2019-05-29
Anticipated expiration: 2034-11-27
Also published as: MX2017006417A; CN107002435B; JP2016102307A; US20170321463A1; CN107002435A; WO2016084586A1

Description

本発明は、ドアを車体に開閉可能に支持するための車両用ドアヒンジ及びその製造方法に関する。

従来、車両用ドアヒンジにおいては、特許文献１に記載されているように、車体にボルトにより固定される鋼板プレス成型品の固定ブラケット（特許文献１においては、第１ブラケット）と、ドアにボルトにより固定される鋼板プレス成型品の可動ブラケット（同じく、第２ブラケット）と、両ブラケットを互いに回動可能に連結するヒンジ軸とを備える。

固定ブラケットは、ボルトを挿通するボルト孔を有するベース板部と、当該ベース板部の上下両側部に折曲形成され、ヒンジ軸を挿通する一対の折曲片（特許文献１においては、アーム板部）と、この折曲片よりベース板部の他側部側に延出し、かつボルト孔を挟んで互いに対向するようにベース板部より起立する一対のリブとで形成される。

また、固定ブラケットは、プレス加工により、次のような工程で製造される。
先ず、素材鋼板から、ベース板部、両折曲片及びリブにそれぞれ対応する部分を有する平板のブラケット基板をプレス機械により打ち抜く。その際、ベース板部に相当する部分にはボルト孔を開設し、また、両折曲片に相当する部分にはヒンジ軸が挿通される軸孔及び隆起ストッパ部を形成する。

なお、隆起ストッパ部は、可動ブラケットの回動量を規制してドアを全開位置に停止させるためのものであって、外側面側からの押し出し成型により内側面に半月状に隆起形成される。

次いで、ブラケット基板を、ベース板部と折曲片びリブ部との間を境界線に沿ってプレス機械により直角に折り曲げてブラケット半製品を成型する。

特開２０１４−１５２４５５号公報

しかし、特許文献１に記載のドアヒンジは、隆起ストッパ部が固定ブラケットにおける各折曲片の略中央部に押し出し成型により比較的小さい形状で半月状に形成されるため、可動ブラケットが全開位置において隆起ストッパ部に当接し、隆起ストッパ部に過大な剪断応力が作用すると、隆起ストッパ部が変形する虞がある。

また、固定ブラケットの製造工程は、素材鋼板から打ち抜いた平板のブラケット基板の両折曲片に相当する部分に、軸孔及び隆起ストッパ部を形成した後に、ブラケット基板の両折曲片に相当する部分をプレス加工により直角に折り曲げることから、両折曲片の曲げ部分に発生するスプリングバックの影響を受けて、軸孔及び隆起ストッパ部の位置精度が出難いという問題を有している。

本発明は、上記課題に鑑み、隆起ストッパ部の強度を向上させた車両用ドアヒンジを提供すること、及び、軸孔及び隆起ストッパ部の位置精度を向上させた車両用ドアヒンジの製造方法を提供することを目的としている。

前記課題を解決するため、第１の発明における車両用ドアヒンジは、ドアの取付面に固定される可動ブラケットと、車体の取付面に固定される固定ブラケットと、前記可動ブラケットと前記固定ブラケットとを互いに回動可能に連結するヒンジ軸とを備え、前記固定ブラケットは、前記車体の取付面にボルトにより固定されるベース板部と、当該ベース板部に対して直角に折曲され前記ヒンジ軸の軸方向へ互いに離間する一対の折曲片とを有し、前記折曲片には、前記ヒンジ軸が挿通する軸孔と、前記折曲片の内側面から突出し、前記可動ブラケットの被ストッパ部に当接することにより前記可動ブラケットを全開位置に停止させる隆起ストッパ部とが形成され、前記隆起ストッパ部は、前記可動ブラケットが全開位置にある状態において、前記折曲片における前記ドアの取付面に対向する端面から前記可動ブラケットの被ストッパ部に向けて直線的に延伸し、かつ前記端面側の端部が開口するとともに、延伸する方向の端部が閉塞して前記被ストッパ部に当接するストッパ面を形成し、前記隆起ストッパ部の内側への突出量を、延伸方向に向かうに連れて大としたことを特徴とする。

第２の発明における車両用ドアヒンジの製造方法は、ドアの取付面に固定される可動ブラケットと、車体の取付面に固定される固定ブラケットと、前記可動ブラケットと前記固定ブラケットとを互いに回動可能に連結するヒンジ軸とを備え、前記固定ブラケットは、前記車体の取付面にボルトにより固定されるベース板部と、当該ベース板部に対して直角に折曲され前記ヒンジ軸の軸方向へ互い離間する一対の折曲片とを有し、前記折曲片には、前記ヒンジ軸が挿通する軸孔と、前記折曲片の内側面から突出し、前記可動ブラケットの被ストッパ部に当接することにより前記可動ブラケットを全開位置に停止させる隆起ストッパ部とが形成されたものにおいて、金属板材を加工して前記固定ブラケットを製造する工程が、前記固定ブラケットの両側部を、前記ベース板部に対してプレス成型により直角の第１方向に折曲して前記折曲片を形成する第１工程と、互いが対向するように折曲された前記折曲片に前記第１方向とほぼ直交する第２方向から、順次又は同時に前記軸孔を開設する第２工程と、互いが対向するように折曲された前記折曲片に前記第２方向から、順次又は同時に前記隆起ストッパ部を突出形成する第３工程と、を含むことを特徴とする。

第１の発明における車両用ドアヒンジによると、隆起ストッパ部を固定ブラケットの端面から可動ブラケットの被ストッパ部に向けて延伸し、かつ延伸する方向の端部に被ストッパ部が当接するストッパ面を有する形状としたことにより、隆起ストッパ部の強度向上を図ることができる。

第２の発明における車両用ドアヒンジの製造方法によると、折曲片を折曲加工した後に、折曲片に軸孔及び隆起ストッパ部を形成したことにより、スプリングバックの影響を最小限にして、軸孔及び隆起ストッパ部の位置精度を向上させることができる。

本発明に係るドアヒンジを装着した車両の側面図である。同じくロアドアヒンジの斜視図である。同じくアッパドアヒンジの斜視図である。同じく図３に示すアッパドアヒンジの側面図である。図４におけるＶ矢視図である。図４におけるVI矢視図である。図４におけるVII矢視図である。図７におけるVIII矢視図である。図５におけるIX−IX線断面図である。図４におけるＸ−Ｘ線断面図である。ドアが全開位置にあるときの図１０と同じ部位の断面図である。ドアヒンジの変形状態を示す図１０と同じ部位の断面図である。図１１におけるXIII−XIII線拡大断面図である。ロアドアヒンジにおける固定ブラケットの展開図である。固定ブラケットの製造工程を説明するための模式図である。

以下、本発明の最良の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１に示すように、リヤドアＲＤは、図２に示すロアドアヒンジ１と、図３に示すアッパドアヒンジ１０とにより車体側面に開閉可能に枢着される。また、フロントドアＦＤは、図２に示すロアドアヒンジ１が上下共に用いられ、車体側面に開閉可能に枢着される。

図２に示すように、ロアドアヒンジ１は、リヤドア（以下、「ドア」という）ＲＤの前端下部に固定される可動ブラケット２と、車体の一部を形成するピラーＢ（例えば、図５参照）に前後２本のボルト５により固定される固定ブラケット３と、可動ブラケット２と固定ブラケット３とを互いに回動可能に連結するための上下方向を向く鍔付き円柱状のヒンジ軸４とを備える。

図３に示すように、アッパドアヒンジ１０は、ドアＲＤの前端上部に固定される可動ブラケット２０と、ピラーＢに上下２本のボルト５０により固定される固定ブラケット３０と、可動ブラケット２０と固定ブラケット３０とを互いに回動可能に連結するための上下方向を向く鍔付き円柱状のヒンジ軸４０とを備える。

なお、ロアドアヒンジ１とアッパドアヒンジ１０は、形状が相異するものの、各部の機能及び製造工程は同一であるので、以下の説明では、ロアドアヒンジ１について説明し、アッパドアヒンジ１０については、ロアドアヒンジ１と同一機能を有する箇所にロアドアヒンジ１の各要素に付した符号の末尾に「０」を加えた符号を付して説明は省略する。

ロアドアヒンジ（以下、「ドアヒンジ」という）１の可動ブラケット２は、鋼板プレス成型品であって、ドアＲＤの前端面である取付面Ｄ１（例えば、図５を参照）に図示略のボルトにより固定される上下の取付片２１、２１と、両取付片２１から直角に前方へ折曲されヒンジ軸４に対して直角な上下の折曲片２２、２２と、両折曲片２２、２２同士を互いに連結しヒンジ軸４と平行な連接部２３とを一体形成する。各折曲片２２には、ヒンジ軸４が挿入される軸孔２２ｂ（図９参照）が開設され、当該軸孔２２ｂには、鍔付きブッシュ７（図９参照）が嵌着される。

固定ブラケット３は、鋼板プレス成型品であって、ピラーＢの車外側を向く取付面Ｂ１（例えば、図５参照）に前後２本のボルト５及びナット６により締結固定されるベース板部３１と、ベース板部３１の上下部分にあって、ベース板部３１に対して直角に車外側へ折曲され、ヒンジ軸４の軸方向へ互いに離間する上下の折曲片３２、３２と、ベース板部３１の後部にあって、当該ベース板部３１に対して所定の角度をもって傾斜するように連続形成され、両折曲片３２の出隅部３２ｂ及びその付近同士を繋ぐようにヒンジ軸４と平行に形成される連接部３３とを一体形成する。

各折曲片３２は、ピラーＢの取付面Ｂ１に近接する出隅部３２ｂ、及び車外を向く側にＬ字形の入隅部３２ｇを有すると共に、ヒンジ軸４の軸方向視でほぼＬ字形（例えば、図５参照）を呈し、他の部分よりも車外側へ大きく延伸する部分は、可動ブラケット２に相対回動可能に連結される枢支部３２ａを形成する。

図５、１０に示すように、ヒンジ軸４の軸方向視において、各折曲片３２における枢支部３２ａの後ろ向きの端面（図５において、閉位置にあるドアＲＤの取付面Ｄ１に対向する端面）３２ｃは、ビラーＢの取付面Ｂ１に対して直角またはほぼ直角（実施例ではほぼ８７度）になるように形成される。

各折曲片３２の外側面（上側の折曲片３２においては上面、下側の折曲片３２においては下面）には、各折曲片３２の板厚方向の剛性を高めるため、両折曲片３２とベース板部３１との境界を含む部分から車外方向へ真直ぐに延伸する突条部３２ｄが形成される。さらに、各折曲片３２の枢支部３２ａには、ドアＲＤの全開位置を規制するための隆起ストッパ部３２ｅと、ヒンジ軸４が挿通する軸孔３２ｆ（図９参照）とが形成される。

図９に示すように、ヒンジ軸４は、固定ブラケット３の両折曲片３２間に可動ブラケット２の両折曲片２２が位置した形態で、可動ブラケット２の軸孔２２ｂに嵌着されたブッシュ７及び固定ブラケット３の軸孔３２ｆに挿通されることで、可動ブラケット２と固定ブラケット３とを互いに回動可能に連結する。なお、ヒンジ軸４における鍔部４ａと反対側にあって、固定ブラケット３の軸孔３２ｆから突出した端部４ｂはかしめられる。

ドアヒンジ１の各折曲片に３２に設けられる隆起ストッパ部３２ｅは、枢支部３２ａの内側面（上側の枢支部３２ａにおいては下面、下側の枢支部３２ａにおいては上面）から内側（上側の枢支部３２ａにおいては下側、下側の枢支部３２ａにおいては上側）へ突出すると共に、可動ブラケット２が図１１に示す全開位置にある状態において、各折曲片３２の端面３２ｃから可動ブラケット２の被ストッパ部２２ａに向けて直線的に延伸し、かつ延伸する方向を向く端部には、被ストッパ部２２ａに当接する平坦なストッパ面３２１ｅが形成される。

図１１に示すように、ドアＲＤが全開位置に回動した場合には、可動ブラケット２における各折曲片２２の端面に設けた被ストッパ部２２ａが固定ブラケット３の隆起ストッパ部３２ｅのストッパ面３２１ｅに当接することで、ドアＲＤを全開位置に停止させることができる。

上述のように、固定ブラケット３の隆起ストッパ部３２ｅを、折曲片３２の端面３２ｃから可動ブラケット２の被ストッパ部２２ａに向けて延伸する形状とし、かつ延伸する方向の端部をストッパ面３２１ｅとすることにより、隆起ストッパ部３２ｅを従来技術に比して大きな形状とすることができるため、隆起ストッパ部３２ｅの強度向上を図り、かつドアＲＤの全開位置を規制するための位置精度を高めることができる。
また、図１３に示すように、隆起ストッパ部３２ｅの内側への突出量を、折曲片３２の端面３２ｃから延伸方向に向かうに連れて大とした結果、ストッパ面３２１ｅを大とすることができ、可動ブラケット２の被ストッパ部２２ａをストッパ面３２１ｅに確実に当接させることができる。

例えば、図６、８に示すように、固定ブラケット３の連接部３３は、ベース板部３１の後部に連続形成されて各折曲片３２の出隅部３２ｂ及びその付近同士を繋ぐことによって、各折曲片３２の板厚方向（上下方向）への曲げ強度を高める作用効果を有する。

例えば、図１０に示すように、連接部３３の面にあって、ピラーＢの取付面Ｂ１に対して所定の角度（本実施例においてはほぼ４０度）をもって対向する傾斜面である変形促進部３４は、ピラーＢの取付面Ｂ１に対して常時は非接触状態であり、図１２に示すように、各折曲片３２のＬ字形の入隅部３２ｆの角度を広げるように各折曲片３２が変形した際、取付面Ｂ１に接触するように形成される。

さらに、図１０に示すように、変形促進部３４は、ベース板部３１の車体接触面（取付面Ｂ１に接触する面）３１ａとの境界ａがヒンジ軸直径領域Ｌ内に位置すると共に、境界ａからピラーＢの取付面Ｂ１から後方（図１０において左方）へ向けて漸次離れるように傾斜し、さらに最後端３４ａがヒンジ軸直径領域Ｌよりも後方で、かつ固定ブラケット３における各折曲片３２における枢支部３２ａの端面３２ｃに合致して端面３２ｃよりも後方へ突出しないように形成される。

なお、ヒンジ軸直径領域Ｌは、図１０に示すように、ヒンジ軸４の軸方向視で、ヒンジ軸４の円周に接する接線のうち、取付面Ｂ１に対して直角な２本の接線ｂ、ｃをそれぞれ取付面Ｂ１に向けて延長し、当該延長した両接線ｂ、ｃ間の領域である旨を定義する。

固定ブラケット３の変形に関しより詳細に説明すると、変形促進部３４は、図５、１０に示すように、常時は取付面Ｂ１に対して非接触状態にある。この状態で、ドアＲＤへの側面衝突等によりドアＲＤが車内側へ変形する等して可動ブラケット２が斜め後方（図５に示す白抜き矢印方向）へ引っ張られると、変形前、変形促進部３４がピラーＢの取付面Ｂ１に対して接触していないため、各折曲片３２は、変形促進部３４と車体接触面３１ａとの境界ａを支点にしてＬ字形の入隅部３２ｆの角度を広げるように変形する。この場合、境界ａがヒンジ軸直径領域Ｌ内に位置しているため、簡単に変形することはないが、各折曲片３２がある程度変形した場合には、図１２に示すように、変形促進部３４が取付面Ｂ１に接触し、この状態で踏ん張って各折曲片３２のそれ以上の変形を抑止する。これにより、固定ブラケット３のベース板部３１が取付面Ｂ１から捲れるように変形したり、各折曲片３２の入隅部３２ｆに応力が集中し早期に入隅部３２ｆが一気に破断するような変形を抑止することで、ドアヒンジ１の強度を高め、ドアＲＤを強固に支持することが可能となる。

次に、固定ブラケット３の製造方法について、図１４及び図１５に基づいて説明する。
先ず、図１４に示すように、プレス成形により、金属板材から展開状態で略Ｔ字状の固定ブラケット３を打ち抜く。この工程で、ベース板部３１に相当する部分には、ボルト５が挿入されるボルト挿入孔３１ｂが２個開設され、各折曲片３２に相当する部分には、突条部３２ｄが突出成形される。

なお、固定ブラケット３は、前述のように、ヒンジ軸４の軸方向視で、各折曲片３２の端面３２ｃをピラーＢの取付面Ｂ１に対してほぼ直角になるようにしたこと、及び連接部３３の最後端３４ａを各折曲片３２の端面３２ｃに合致させたことによって、図１４に示すように、固定ブラケット３の展開図は、各折曲片３２の枢支部３２ａが金属板材のフープ材の長手方向（図１４において左右方向）へほぼ真直ぐに延伸し、かつベース板部３１が各枢支部３２ａのほぼ中央部分から直角にフープ材の幅方向（図１４において上下方向）へ延伸するほぼＴ字形とすることができる。これにより、プレス成形による固定ブラケット３の歩留まりが良くなり、コスト低減を図ることが可能となる。

続いて、図１５（ａ）に示す工程で、展開状態でＴ字状の固定ブラケット３の両側部をプレス加工で折り曲げることで、両折曲片３２を成形する。

続いて、図１５（ｂ）に示す工程で、プレス成形のサイドピアス成形によって、両折曲片３２間にダイ１００をセットした状態で、パンチＰ１を両折曲片３２のうちいずれか一方の折曲片３２の外側面側から矢印方向へ移動させてダイ１００の凹部１０１に打ち込むことで、折曲片３２に剪断力で軸孔３２ｆを開設する。続いて、同じ方法で、両折曲片３２のうちいずれか他方の折曲片３２にも軸孔３２Ｆを開設する。

続いて、図１５（ｃ）に示す工程で、プレス成形のサイドピアス成形によって、両折曲片３２間にダイ２００をセットした状態で、パンチＰ２を両折曲片３２のうちいずれか一方の折曲片３２の外側面側から矢印方向へ移動させてダイ２００の凹部２０１に向けて打ち込むことで、折曲片３２に剪断力で隆起ストッパ部３２ｅを内側に向けて突出成形する。続いて、同じ方法で、両折曲片３２のうちいずれか他方の折曲片３２にも隆起ストッパ部３２ｅを突出成形する。

以上のように、プレス成形による折曲げ加工で両折曲片３２を成形した後に、各折曲片３２に隆起ストッパ部３２ｅ及び軸孔３２ｆを成形することによって、折曲げ加工された両折曲片３２のスプリングバックの影響を最小限に抑えて、隆起ストッパ部３２ｅ及び軸孔３２ｆの位置精度を向上させることができる。

また、隆起ストッパ部３２ｅは、プレス成形によるサイドピアス成形によって、各折曲片３２の端面３２ｃから可動ブラケット２が全開位置にあるときの被ストッパ部２２ａに向けて延伸し、かつ延伸する方向の端部をストッパ面３２１ｅとする形状としたことにより、隆起ストッパ部３２ｅの成形を容易にし、かつ強度向上を図ることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で、本実施形態に対して、次のような種々の変形や変更及びそれらの組み合わせを施すことが可能である。
例えば、固定ブラケット３の製造方法におけるプレス成形のサイドピアス成形において、
隆起ストッパ部３２ｅを突出形成した後に、軸孔３２ｆを開設する。
両折曲片３２に隆起ストッパ部３２ｅをそれぞれ同時に突出形成する。
両折曲片３２に軸孔３２ｆをそれぞれ同時に突出形成する。
折曲片３２に隆起ストッパ部３２ｅと軸孔３２ｆとを同時に形成する。

１ロアドアヒンジ２、２０可動ブラケット
３、３０固定ブラケット４、４０ヒンジ軸
５、５０ボルト６ナット
７ブッシュ１０アッパドアヒンジ
２１、２１０取付片２２、２２０折曲片
２２ａ被ストッパ部２２ｂ軸孔
２３、２３０連接部３１、３１０ベース板部
３１ａ車体接触面３１ｂボルト挿入孔
３２、３２０折曲片３２ａ、３２０ａ枢支部
３２ｂ出隅部３２ｃ、３２０ｃ端面
３２ｄ突条部３２ｅ、３２０ｅ隆起ストッパ部
３２１ｅストッパ面３２ｆ、３２０ｆ軸孔
３２ｇ入隅部３３連接部
３４変形促進部３４ａ最後端
１００、２００ダイ１０１、２０１凹部
ａ変形促進部と車体接触面との境界
ｂ、ｃ接線ｄ延長線
Ｂピラー（車体）Ｂ１取付面
ＦＤフロントドアＤドア
Ｄ１取付面Ｌヒンジ軸直径領域
Ｌ１限定領域Ｐ１、Ｐ２パンチ

Claims

ドアの取付面に固定される可動ブラケットと、車体の取付面に固定される固定ブラケットと、前記可動ブラケットと前記固定ブラケットとを互いに回動可能に連結するヒンジ軸とを備え、
前記固定ブラケットは、前記車体の取付面にボルトにより固定されるベース板部と、当該ベース板部に対して直角に折曲され前記ヒンジ軸の軸方向へ互いに離間する一対の折曲片とを有し、
前記折曲片には、前記ヒンジ軸が挿通する軸孔と、前記折曲片の内側面から突出し、前記可動ブラケットの被ストッパ部に当接することにより前記可動ブラケットを全開位置に停止させる隆起ストッパ部とが形成され、
前記隆起ストッパ部は、前記可動ブラケットが全開位置にある状態において、前記折曲片における前記ドアの取付面に対向する端面から前記可動ブラケットの被ストッパ部に向けて直線的に延伸し、かつ前記端面側の端部が開口するとともに、延伸する方向の端部が閉塞して前記被ストッパ部に当接するストッパ面を形成し、前記隆起ストッパ部の内側への突出量を、延伸方向に向かうに連れて大としたことを特徴とする車両用ドアヒンジ。
ドアの取付面に固定される可動ブラケットと、車体の取付面に固定される固定ブラケットと、前記可動ブラケットと前記固定ブラケットとを互いに回動可能に連結するヒンジ軸とを備え、
前記固定ブラケットは、前記車体の取付面にボルトにより固定されるベース板部と、当該ベース板部に対して直角に折曲され前記ヒンジ軸の軸方向へ互い離間する一対の折曲片とを有し、
前記折曲片には、前記ヒンジ軸が挿通する軸孔と、前記折曲片の内側面から突出し、前記可動ブラケットの被ストッパ部に当接することにより前記可動ブラケットを全開位置に停止させる隆起ストッパ部とが形成されたものにおいて、
金属板材を加工して前記固定ブラケットを製造する工程が、前記固定ブラケットの両側部を、前記ベース板部に対してプレス成型により直角の第１方向に折曲して前記折曲片を形成する第１工程と、互いが対向するように折曲された前記折曲片に前記第１方向とほぼ直交する第２方向から、順次又は同時に前記軸孔を開設する第２工程と、互いが対向するように折曲された前記折曲片に前記第２方向から、順次又は同時に前記隆起ストッパ部を突出形成する第３工程と、を含むことを特徴とする車両用ドアヒンジの製造方法。