JP7206773B2

JP7206773B2 - 車両用ドアフレーム

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Publication number: JP7206773B2
Application number: JP2018192127A
Authority: JP
Inventors: 純木村; 隆亀山
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd; Aisin Corp
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 2018-10-10
Filing date: 2018-10-10
Publication date: 2023-01-18
Anticipated expiration: 2038-10-10
Also published as: JP2020059404A; WO2020075463A1; CN112689571A; US20220048368A1; CN112689571B; US11932089B2

Description

本発明は、車両用ドアフレームに関する。

従来、ドアフレームの前部において、アッパフレームと下側部材としてのブラケットとが溶接された車両用ドアフレームが知られている（特許文献１）。特許文献１では、ブラケットは、当該ブラケットの端面からアッパフレームの下面に沿って延びる突出部を有し、当該突出部は、アッパフレームを下側から支持している。

特開２０１８－４７８０５号公報

上記車両用ドアフレームでは、突出部を構成する板材の曲げ加工された表面がアッパフレームの下面と面するため、突出部のうちアッパフレームの下面と面する部位を精度良く構成するのが難しい場合があった。

そこで、本発明の課題の一つは、例えば、突出部のうちアッパフレームの下面と面する部位を精度良く構成することが可能な車両用ドアフレームを得ることである。

本発明の車両用ドアフレームは、例えば、長手方向の一端の第一端面と、下側の外面と、を有したアッパフレームと、上記第一端面と面した第二端面と、上記第二端面から上記アッパフレームの下側で上記長手方向に突出した突出部と、上記突出部の上端において上記長手方向に延びるとともに上記アッパフレームの上記外面の下方に面した第三端面と、上記第二端面と上記第三端面との間に位置された第四端面と、を有し、上記アッパフレームと接合された板状の下側部材と、を備え、上記第四端面の上記長手方向と直交する断面における法線方向が、上記第二端面から上記第三端面に近付くにつれて、上記外面に沿う方向から上方へ徐々に変化する。

上記車両用ドアフレームでは、例えば、上記第四端面と上記外面との間に隙間が設けられている。

上記車両用ドアフレームでは、例えば、上記下側部材は、上記第二端面と上記第四端面との間に位置され上記外面の下側で上記外面に沿って延びた第一下壁を有している。

上記車両用ドアフレームは、例えば、上記外面と上記第三端面とが溶接されている。

上記車両用ドアフレームでは、例えば、上記下側部材は、上記外面よりも下側で上記外面に沿って延び上記第二端面の一部を構成する第二下壁を有し、上記第二下壁には、上記第二端面から上記長手方向に切り欠かれた切欠が設けられている。

上記車両用ドアフレームでは、例えば、板状の下側部材の第三端面がアッパフレームの下側の外面と面するため、突出部のうちアッパフレームの下面と面する部位をより精度良く構成することが可能な車両用ドアフレームを得ることができる。

図１は、実施形態の車両用ドアフレームの車幅方向内側から見た模式的かつ例示的な側面図である。図２は、図１のII部が拡大された模式的かつ例示的な斜視図である。図３は、図２の模式的かつ例示的な分解斜視図である。図４は、図２のIV－IV断面図である。図５は、図２のV－V断面図である。図６は、図２のVI－VI断面図である。図７は、図２のVII－VII断面図である。図８は、図２のVIII－VIII断面図である。図９は、実施形態の下側部材の端面の模式的かつ例示的な斜視図である。図１０は、実施形態の下側部材の端面の図９とは異なる方向に見た模式的かつ例示的な斜視図である。図１１は、実施形態の下側部材の第二端面が加工される前の図２と同じ方向から見た模式的かつ例示的な斜視図である。

以下、本発明の例示的な実施形態が開示される。以下に示される実施形態の構成、ならびに当該構成によってもたらされる作用および結果（効果）は、一例である。本発明は、以下の実施形態に開示される構成以外によっても実現可能である。また、本発明によれば、構成によって得られる種々の効果（派生的な効果も含む）のうち少なくとも一つを得ることが可能である。なお、本明細書において、序数は、部品や、部位、位置、方向等を区別するために便宜上付与されており、優先順位や順番を示すものではない。

各図中には、便宜上、方向が示されている。Ｘは、車両前後方向における前方、Ｙは、車幅方向における右方、また、Ｚは、車両上下方向における上方を示している。車両前後方向、車幅方向、および車両上下方向は、互いに交差（直交）している。

本明細書において、端面とは、厚みのあるものを裁断したときにできる切り口の面である。ただし、端面は、裁断（切断、切削）しただけの面には限定されず、裁断された後に曲げや研磨等の他の加工が加えられた面であってもよい。

図１は、フロントドアフレーム１の車幅方向外側から見た側面図である。図１に示されるように、フロントドアフレーム１は、前縁１ａおよび上縁１ｂを構成するアッパフレーム１１と、フロントドアフレーム１の前側の下部を構成する下側部材１２と、後縁１ｄを構成するピラー１３と、下縁１ｃを構成するウエストレインフォース１４と、を備えている。フロントドアフレーム１は、車両用ドアフレームの一例である。

アッパフレーム１１、下側部材１２、ピラー１３、およびウエストレインフォース１４は、例えば、アルミニウム合金や、鉄系材料のような金属材料によって構成されている。アッパフレーム１１は、例えば、アルミニウム合金の押出成形によって構成されうる。また、下側部材１２、ピラー１３、およびウエストレインフォース１４は、例えば、複数の金属材料のプレート（板状の部材）を屈曲しかつ接合することによって構成されうる。なお、ピラー１３は、鋳造部品であってもよい。

アッパフレーム１１の前端（下端）と下側部材１２の上端（後端）とは、溶接によって接合されている。また、アッパフレーム１１とピラー１３とは、上側コーナー部１ｅにおいて、溶接によって接合されている。

また、下側部材１２の下部およびピラー１３の下部には固定部１２ａ，１３ａが設けられている。これら固定部１２ａ，１３ａは、ドアパネル（不図示）に、溶接等によって接合される。固定部１２ａ，１３ａは、ブラケットとも称されうる。また、固定部１２ａ，１３ａは、ドアパネルの剛性および強度を高めている。よって、固定部１２ａ，１３ａは、レインフォースとも称されうる。

図２は、図１のII部、すなわち、アッパフレーム１１と下側部材１２との接続部分（接合部分）が拡大された斜視図である。また、図３は、図２の分解斜視図である。

図２に示されるように、アッパフレーム１１は、後方かつ上方に向かう方向Ｄｅに延びている。方向Ｄｅは、アッパフレーム１１の長手方向や延び方向と称されうる。

図２，３に示されるように、アッパフレーム１１の端面１１ｄと、下側部材１２の端面１２ｈとが互いに突き合わされている。端面１１ｄは、方向Ｄｅとは反対方向を向き、端面１２ｈは、方向Ｄｅを向いている。端面１１ｄは、第一端面の一例であり、端面１２ｈは、第二端面の一例である。

また、アッパフレーム１１の下側の外面１１ｅは、下側部材１２から方向Ｄｅに突出した突出部１２ｆによって支持されている。換言すれば、突出部１２ｆは、外面１１ｅに沿って方向Ｄｅに突出している。

外面１１ｅには、突出部１２ｆの上側の端面１２ｆ１が面している。端面１２ｆ１の法線方向は、外面１１ｅの法線方向の反対方向と略同じであるが、これには限定されない。本実施形態では、外面１１ｅと端面１２ｆ１とは、例えば隅肉溶接のような溶接により接合されうる。端面１２ｆ１は、第三端面の一例である。

図４は、図２のIV－IV断面図、図５は、図２のV－V断面図、図６は、図２のVI－VI断面図、図７は、図２のVII－VII断面図、また、図８は、図２のVIII－VIII断面図である。

図５に示されるように、アッパフレーム１１は、閉断面部１１ａと、横架壁１１ｂと、立壁１１ｃと、を備えている。閉断面部１１ａは、上壁１１ａ１、下壁１１ａ２、内壁１１ａ３、および外壁１１ａ４を有している。横架壁１１ｂは、閉断面部１１ａの車幅方向外側に隣接し、立壁１１ｃは、横架壁１１ｂ車幅方向外側に隣接している。また、閉断面部１１ａの上壁１１ａ１と横架壁１１ｂとは連なって延びている。上壁１１ａ１および横架壁１１ｂは、車幅方向外方に向かうにつれて上方へ向かうように車幅方向に対してやや傾斜している。立壁１１ｃの上下方向の中間部と横架壁１１ｂの車幅方向外方の端部とが繋がっている。すなわち、横架壁１１ｂと立壁１１ｃとは略Ｔ字状の断面形状を構成している。

図２，４に示されるように、下側部材１２は、横架壁１２ｂと、内壁１２ｃと、下壁１２ｄと、立壁１２ｅと、突出部１２ｆと、を有している。横架壁１２ｂは、アッパフレーム１１の上壁１１ａ１および横架壁１１ｂと隣接するとともに段差の無い状態で方向Ｄｅの反対方向に連なっている。内壁１２ｃは、アッパフレーム１１の内壁１１ａ３と隣接するとともに段差の無い状態で方向Ｄｅの反対方向に連なっている。下壁１２ｄは、その板厚の分だけアッパフレーム１１の下壁１１ａ２よりも下方にずれて位置され、方向Ｄｅに沿って延びている。下壁１２ｄの方向Ｄｅの端縁（端面１２ｈ）には、当該端縁から方向Ｄｅとは反対方向に凹んだ切欠１２ｇが設けられている。アッパフレーム１１の方向Ｄｅとは反対方向の端面１１ｄと面する下側部材１２の端面１２ｈは、横架壁１２ｂの方向Ｄｅの端縁、内壁１２ｃの方向Ｄｅの端縁、および下壁１２ｄのうち切欠１２ｇよりも内壁１２ｃに近い側の端縁、を有している。立壁１２ｅと下壁１２ｄとの間には屈曲部１２ｋが設けられている。立壁１２ｅは、車幅方向と略交差して延びている。突出部１２ｆは、立壁１２ｅと隣接している。また、立壁１２ｅは、突出部１２ｆと連なっており、当該突出部１２ｆと一つの壁を構成している。突出部１２ｆも、車幅方向と略交差して延びている。下壁１２ｄは、第二下壁の一例であり、端面１２ｈは、第二端面の一例である。

ここで、図２に示されるように、下側部材１２の端面１２ｈは、方向Ｄｅを向く一方、端面１２ｆ１は、方向Ｄｅと直交しかつ車幅方向と直交する方向Ｄｆ（斜め上方）を向いている。これを両立するため、本実施形態では、端面１２ｆ１と端面１２ｈとの間の端面１２ｉは捩れている。具体的には、図５～図８に示されるように、下側部材１２の方向Ｄｅと直交する断面における端面１２ｉの法線方向は、端面１２ｈから端面１２ｆ１に向かうにつれて、外面１１ｅに沿う方向Ｄ５（図５）から、方向Ｄ６（図６）および方向Ｄ７（図７）を経て、方向Ｄ８（図８、例えば上方）に徐々に変化している。すなわち、端面１２ｉの法線方向は、外面１１ｅに沿う方向Ｄ５から上方へ徐々に変化している。端面１２ｉと、外面１１ｅとの間には、隙間ｇが設けられている。このように隙間ｇが設けられることにより、隙間ｇが設けられない場合に比べて、法線方向が変化する端面１２ｉが成形されやすくなる。なお、外面１１ｅと端面１２ｆ１との間に第二隙間（不図示）がある場合、当該第二隙間は隙間ｇよりも小さい（狭い）。端面１２ｉは、第四端面の一例である。

図９は、下側部材の方向Ｄｅの端面１２ｆ１，１２ｈ，１２ｉの斜視図、図１０は、下側部材の端面１２ｆ１，１２ｈ，１２ｉを図９とは異なる方向に見た斜視図である。

図９，１０に示されるように、下壁１２ｄのうち屈曲部１２ｋと隣接した隣接部位１２ｄ１は、小さい幅で細長く端面１２ｈから方向Ｄｅに突出している。隣接部位１２ｄ１の車幅方向外側の端面１２ｍは、切欠１２ｇの屈曲部１２ｋに近い側の側面１２ｇ１と略段差の無い状態で隣接している。端面１２ｍおよび側面１２ｇ１は、いずれも方向Ｄｅと交差しかつアッパフレーム１１の外面１１ｅに沿う方向を向いている。図２に示されるように、隣接部位１２ｄ１は、端面１２ｈと端面１２ｉとの間に位置されアッパフレーム１１の外面１１ｅの下側で当該外面１１ｅに沿って方向Ｄｅに延びている。このような構成にあっては、アッパフレーム１１と下側部材１２との間の隙間に塗布されるシーラント（シール剤）は、隣接部位１２ｄ１とアッパフレーム１１の外面１１ｅとの間に介在しうる。よって、隣接部位１２ｄ１が存在しない構成に比べて、シーラントが塗布されやすくなるとともにシーラントが保持されやすくなる。隣接部位１２ｄ１は、第一下壁の一例である。

図９，１０に示されるように、端面１２ｉは、端面１２ｍと端面１２ｆ１との間に位置されている。よって、端面１２ｉは、図１０および図５～８に示されるように、端面１２ｍと端面１２ｆ１との間で、方向Ｄｅに向かうにつれて、外面１１ｅに沿う方向Ｄ５から外面１１ｅと略直交する方向Ｄ８に捩れている。仮に、法線方向が変化するように捩れる端面１２ｉが、方向Ｄｅを向く端面１２ｈから端面１２ｆ１にかけて変化する構成である場合、端面１２ｉは曲がりながら捩れる形態となるため、端面１２ｉの形状がより複雑化するとともに精度良く形成され難くなる。この点、本実施形態では、隣接部位１２ｄ１が設けられている。よって、端面１２ｉは、方向Ｄｅと直交しかつ外面１１ｅに沿う方向Ｄ５を向く隣接部位１２ｄ１の端面１２ｍと、方向Ｄｅと直交しかつ外面１１ｅと略直交する方向Ｄ８（例えば上方）を向く突出部１２ｆの端面１２ｆ１との間に位置されることになり、端面１２ｉが端面１２ｈから端面１２ｆ１にかけて変化する場合に比べて端面１２ｉの曲がり量がより少なくなるため、端面１２ｉの形状がより簡素化されるとともにより精度良く形成されやすくなる。よって、例えば、アッパフレーム１１の外面１１ｅと端面１２ｉとの間の隙間がより小さく形成されやすくなる。

図１１は、下側部材１２の端面１２ｈが加工される前の状態を示す斜視図である。図１１に示されるように、下側部材１２の横架壁１２ｂ、内壁１２ｃ、および下壁１２ｄのうち切欠１２ｇよりも内壁１２ｃ側の部位１２ｄ２の、方向Ｄｅの先端部分１２ｎは、切断位置ＰＬで切り落とされ、残った切断面が、端面１２ｈとなる。

仮に、端面１２ｈがプレス成形によって形成された場合、プレス成形後の曲げ工程や接合工程等によって端面１２ｈが僅かに曲がる虞がある。また、端面１２ｈの平面度に個体差が生じる虞がある。このような後行程による変形や当該変形のばらつきを考慮して端面１２ｈの精度を確保するのは難しい。これに対し、先端部分１２ｎの切り落としは、下側部材１２の製造工程の後段に実施されうるため、切断面すなわち端面１２ｈの平面度が確保されやすい。なお、先端部分１２ｎの切断後、例えばバリ取りや研磨等の仕上げ加工は適宜実施されうる。

また、仮に、切欠１２ｇが設けられていなかった場合、突出部１２ｆの反対側から、すなわち図１１における右上上から左下へ下降する切断工具（不図示）の到達位置を設定し難くなり、切断面が突出部１２ｆあるいは立壁１２ｅまで到達し、傷が生じてしまう虞がある。

この点、本実施形態によれば、切断工具の進行を切欠１２ｇに到達した時点で容易に終わらせることができるため、突出部１２ｆあるいは立壁１２ｅに傷が生じるのが回避されうる。すなわち、本実施形態によれば、切欠１２ｇが設けられたことにより、先端部分１２ｎの切り落としによって、より容易により精度の高い端面１２ｈが得られる。また、端面１２ｈを、例えば、アッパフレーム１１や下側部材１２の製造ばらつきに応じた位置に、設定することができる。

以上、説明したように、本実施形態では、下側部材１２の突出部１２ｆの端面１２ｆ１（第三端面）が、アッパフレーム１１の下側の外面１１ｅと面している。仮に、外面１１ｅに、曲げ成形された板状の下側部材１２の表面または裏面が面する構成であった場合、外面１１ｅと面する面（すなわち表面または裏面）を精度良く構成するのが難しくなる。この点、本実施形態によれば、外面１１ｅには、板材である下側部材１２の突出部１２ｆの端面１２ｆ１が面するため、例えば、端面１２ｆ１をより精度良く構成することができる。よって、外面１１ｅと端面１２ｆ１とをより精度良く突き当てることができ、例えば外面１１ｅと端面１２ｆ１とを溶接しやすくなったり、溶接しない場合にあっては外面１１ｅと端面１２ｆ１との間のシーラントによるシール性能が向上したりするといった効果も得られる。

また、本実施形態では、端面１２ｉ（第四端面）の方向Ｄｅ（長手方向）と直交する断面における法線方向が、端面１２ｈから端面１２ｆ１に近付くにつれて、方向Ｄ５（外面１１ｅに沿う方向）から方向Ｄ８（上方）へ徐々に変化する。このような構成によれば、例えば、端面１２ｈを有した下側部材１２が、アッパフレーム１１の外面１１ｅと面した突出部１２ｆの端面１２ｆ１を有した構成を、比較的簡素な構成として実現することができる。

また、本実施形態では、端面１２ｉ（第四端面）と外面１１ｅとの間に隙間ｇが設けられている。このような構成によれば、例えば、隙間ｇが設けられない場合に比べて、法線方向が変化する端面１２ｉが成形されやすくなる。

また、本実施形態では、下側部材１２が、端面１２ｈ（第二端面）と端面１２ｆ１（第四端面）との間に位置され外面１１ｅの下側で当該外面１１ｅに沿って延びた隣接部位１２ｄ１（第一下壁）を有している。このような構成によれば、例えば、端面１２ｉ（第三端面）を比較的簡素な構成として実現できたり、アッパフレーム１１と下側部材１２との間のシーラントが残存しやすくなったり、といった効果が得られる。

また、本実施形態では、外面１１ｅと端面１２ｆ１（第三端面）とは溶接されうる。このような構成によれば、例えば、外面１１ｅと端面１２ｆ１とが溶接されない場合に比べて、アッパフレーム１１と下側部材１２との接合部分における剛性および強度が向上されうる。

また、本実施形態では、下壁１２ｄ（第二下壁）には、端面１２ｈから方向Ｄｅの反対方向に切り欠かれた切欠１２ｇが設けられた。このような構成によれば、例えば、先端部分１２ｎの切り落としの際に、突出部１２ｆあるいは立壁１２ｅが切断されるのを抑制することができる。

以上、本発明の実施形態を例示したが、上記実施形態は一例であって、発明の範囲を限定することは意図していない。本発明は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、組み合わせ、変更を行うことができる。これら様々な形態や変形された形態は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。また、各構成や形状等のスペック（構造や、種類、方向、形式、大きさ、長さ、幅、厚さ、高さ、数、配置、位置、材質等）は、適宜に変更して実施することができる。

１…フロントドアフレーム（車両用ドアフレーム）、１１…アッパフレーム、１１ｄ…端面（第一端面）、１１ｅ…外面、１２…下側部材、１２ｄ…下壁（第二下壁）、１２ｄ１…隣接部位（第一下壁）、１２ｆ…突出部、１２ｆ１…端面（第三端面）、１２ｇ…切欠、１２ｈ…端面（第二端面）、１２ｉ…端面（第四端面）、Ｄｅ…方向（長手方向）、Ｄ５～Ｄ８…（端面１２ｉの）方向（法線方向）、ｇ…隙間。

Claims

長手方向の一端の第一端面と、下側の外面と、を有したアッパフレームと、
前記第一端面と面した第二端面と、前記第二端面から前記アッパフレームの下側で前記長手方向に突出した突出部と、前記突出部の上端において前記長手方向に延びるとともに前記アッパフレームの前記外面の下方に面した第三端面と、前記第二端面と前記第三端面との間に位置された第四端面と、を有し、前記アッパフレームと接合された板状の下側部材と、を備え、
前記第四端面の前記長手方向と直交する断面における法線方向が、前記第二端面から前記第三端面に近付くにつれて、前記外面に沿う方向から上方へ徐々に変化する、車両用ドアフレーム。
前記第四端面と前記外面との間に隙間が設けられた、請求項１に記載の車両用ドアフレーム。
前記下側部材は、前記第二端面と前記第四端面との間に位置され前記外面の下側で前記外面に沿って延びた第一下壁を有した、請求項１または２に記載の車両用ドアフレーム。
前記外面と前記第三端面とが溶接された、請求項１～３のうちいずれか一つに記載の車両用ドアフレーム。
前記下側部材は、前記外面よりも下側で前記外面に沿って延び前記第二端面の一部を構成する第二下壁を有し、
前記第二下壁には、前記第二端面から前記長手方向に切り欠かれた切欠が設けられた、請求項１～４のうちいずれか一つに記載の車両用ドアフレーム。