TWI363707B - Vehicle door structure and method for fabricating the same - Google Patents

Description

1363707 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種車門構造及一種用於製造該車門構造 之方法’且特定而δ係關於一種抗前部、後部及側部碰撞 之車門構造及一種用於製造該車門構造之方法。 【先前技術】 用作一機動車輛之一側門之一車門構造係由一外側外板 及一内侧内板形成。為加強起見，一門構造通常配裝有一 稱為門樑之加強樑’該加強樑具有分別連接至該内板之前 及後部之一前及後端。存在各種形式之門樑，且其包含彼 等使用與内板協作形成一箱形剖面形狀之一鋼槽構件之η 樑、彼等使用一雙帽形橫剖面形狀之門樑及彼等使用一管 構件之門樑。參見第3989373號日本專利以及第2〇〇5· 126018號及第2006-021744號日本專利特許公開案。 一具有此一橫剖面形狀之門樑在發生一前部碰撞時藉由 φ 將碰撞負載(車體前後轴向負載）自前柱（Α-柱）傳輸至中間 柱（Β-柱）來減小門口之形變，並在發生一側部碰撞時藉由 藉助壓塌該橫剖面形狀而引起一塑性形變以藉由吸收衝擊 負載來保護駕駛室之内部空間。 習用門樑通常由一與内板分離之構件組成，且在其中該 門樑附接至該内板之區域中存在該内板與門樑之間的一重 疊。因此，當門樑之大小係顯著時，該門樑之材料成本及 重量可係不期望地增加。 當該門樑係由一槽構件製成或具備一雙帽形橫剖面形狀 138393-1001230.doc 1363707 時，該門樑在發生一侧部碰撞時藉由將該橫剖面形狀壓塌 成一更平坦形狀且藉此吸收碰撞負載而有助於保護駕駛室 内部。然而，由於表示為一點之形心（其中一幾何面積矩 變為零）與作用於門樑上之力的方向不重合，因此一前部 碰撞之衝擊負載向該門樑施加一彎矩，且該門樑之此一彎 曲阻止該碰撞負載（負載路徑）至該車身之一後部之一有利 傳輸。 當門樑係由一管構件製成時，可藉由適宜地支撐其兩個 軸向端使其橫剖面形狀之形心與由於一前部碰撞而作用於 其上之碰撞負載之方向重合，使得一前部碰撞之碰撞負載 可不產生一彎矩。然而，此一門樑在經受一橫向力時不如 一槽構件易於變形，且因此不能以一有利方式吸收一側部 碰撞之一側部衝擊之能量。 此外，在任一情形下，若門樑僅附接至内板，則在發生 -前部碰撞時作用於門上之車體前後軸向負載自橫剖面之 形心偏移，且藉此削弱傳輸車體前後軸向力之效率。包含 使用一鋼槽構件之彼等門樑之習用門樑往往不被完全壓 塌，且不能如所期望的那樣多地吸收一側部碰撞之能量。 【發明内容】 因此，鑒於先前技術之此等問題，本發明之一主要目的 係最小化用於一車門構造之一門樑之成本及I量達成對 發生一前部碰撞時之—碰撞負載之-有利傳輸，及充分吸 收發生一側部碰撞時之能量。 本發明之一第二目的係提供一種車門構造，其以一既有 138393-1001230.doc 效又經濟之方式有效地處理一前部、侧部或後部碰撞。 —根據本發明，此“的可至少部分地藉由提供一種包招 —設置在-外側上之外板及—設置在—内側上之内板之車 門構造而達成，其_ : a , ^ψ該内板具備一既在垂直方向上又在 -車體前後方向上延伸之主平面，且在一車體前後方向上 延伸之-樑構件附接至該内板，該襟構件之橫剖面之形心 與该主平面大致重合。贫^ A Μ °樑構件之橫剖面較佳地包括一s 形橫剖面形狀部分。 因此，當-車體前後方向力作用於該門上時，該力係沿 該内板之主平面傳輸，以使該樑構件不涉及任—彎矩便能 夠傳輸該車體前後方向力，且藉此阻止該樑構件車體前後 方向f曲。sub，-碰撞之衝擊可有效地傳輸至該車身之 晚鄰部分，不論該碰撞是—前部碰撞還是_後端碰撞。本 =中所使用之術語「主平面」應不僅意指内板之—幾何 「主平面」，而且意指（在任何適當之時）一車體前後方向力 在車輛之一前部與後部之間傳輸所沿之一假設平面。 特定而言，若該橫剖面具備一3形橫剖面，則使得該樑 構件（不具有一閉合剖面）能夠有利地吸收一側部碰撞之一 衝擊負載。更具體而言，由於該樑構件具備一5形橫剖面 形狀部分而非與該内板接合地形成一雙壁構造或一箱形構 造，因此使得該樑構件能夠因一側部碰撞之一碰撞負載而 疋全壓塌而不留下任一未壓塌部分，且此確保對發生一側 部碰撞時之能量之一有利吸收。此外，該樑構件與内板不 冗餘地彼此重疊，且此允許減少成本及重量。 138393-1001230.doc 1363707 根據本發明之-較佳實施例，該襟構件之s形橫剖面形 狀部分係由一對各自具有一直角c形剖面之槽構件形成， 該兩個槽構件係一個在另一個上面連接為一相互橫向反轉 構形。通常，將該樑構件作為該内板之—上部邊緣之延伸 部而形成。 當該車門構造進一步包括一在該S形橫剖面形狀部分之 一内側上垂直延伸於該S形橫剖面形狀部分之—下部邊緣 與-上部邊緣之間的内蓋板時，該樑構件與該内蓋板接合 形成一閉合剖面，使得可藉由適宜地選擇該樑構件與内蓋 板之形狀、材料及厚度來（視需要）設計包含該樑構件及内 蓋板之總成關於一車體前後方向力及一橫向力之機械特 性。 若該車Η構造包括-作為内板之—上部邊緣之延伸部在 該S形橫剖面形狀部分之一内側上垂直延伸於該8形橫剖面 形狀部分之-下部邊緣與一上部邊緣之間的内蓋板，則可 減>組成部分之數目，且此有助於降低製造及材料成本。 根據本發明之另一實施例，該S形橫剖面形狀部分形成 有-限制在該剖面之一垂直延伸部分内之作業孔。可方便 地使用此一出入開口（例如）來提供將一車門後視鏡安裝至 外板所需之一通道。 右此開口與該樑構件之一脊線重疊，則可削減該樑構 件傳輸及支標-車體前後方向負載之能力。因&，期望該 標構件中之至少其中形成有該開口之垂直延伸部分在垂直 方向上比該樑構件令沿車體前後方向與其毗鄰之一部分更 138393-1001230.doc /u/ 2展拖使得該作業孔可限制在該樑構件之垂直延伸部分内 夠寬該樑構件之垂直延伸部分在垂直方向上係足 夠寬以谷納一所需大小之一作業孔。 通常’該車門構造進_牛台位各 v匕括一在該s形橫剖面形狀部 为之一内側上於至少—兮 Μ作業孔對置之部分垂直延伸於該 s形橫剖面形狀部分之一 <下部邊緣與一上部邊緣之間的内 蓋板。 為間化該組裝工作，可u hI 4 Λ J以如下方式製造該車門構造：將 形成該樑構件之-部分之—扁平帶狀之㈣焊接至該内 板’且此後將該扁平帶狀之板材衝壓形成為S形橫剖面形 狀部分。此外’該樑構件可用作用於將一門窗框安裝在該 内板上之一位置參考。 【實施方式】 下文中參考圖1至6闡述本發明之車門構造之一第一實施 例0 圖1顯示一應用本發明之車門構造之車輛。在圖i中編 號1表示一整個車身、編號3表示前輪、編號5表示後輪、 編號9表示後側門及編號n表示一後背箱蓋。 本發明之車身構造可應用於前側門7及後侧門9中之任一 者或全部。在所圖解說明之實施例中，本發明之車身構造 應用於左前門。 如圖2至6中所示’前側門7包括一外側外板丨3及内侧内 板15。外板13與内板15之間的空間以一可垂直滑動之方式 接納一側窗玻璃板3 1。 I38393-1001230.doc 1363707 内板15經由一 一 A柱35。A柱35係連接 至一自A柱35向前延伸之前上構件37。

内板15之上部邊緣係由樑構件21形成。

在車體前後方向上延伸並界定一 ;一上部平板部分21F，其 一垂直主平面；及一S形橫 剖面形狀部分21G，其於下部平板部分21A與上部平板部 分21F之間在車體前後方向上延伸。 在樑構件21中，下部平板部分21A係被MIG焊接至内板 15之上部邊緣（上部凸緣）15A，一前部邊緣2ib係被焊 接至内板15之一前門窗框17且一後部邊緣21C係被MIG焊 接至内板15之一後門窗框19。藉此，樑構件21沿其三個側 牢固地連接至内板15。 由於樑構件21之垂直尺寸，内板15賦予有一較小垂直尺 寸（與一標準内板相比），且樑構件21連接至内板15之上部 邊緣以便填充内板15之垂直尺寸之不足。藉此，内板15之 上部邊緣係僅由樑構件2 1形成，且前側門7之一窗口 40之 下部邊緣係僅由樑構件21之上部平板部分21F來界定。 藉由以一相互橫向倒置關係彼此上下地連接一對直角c 形槽構件21D與21E來形成樑構件21之S形橫剖面形狀部分 21G。一位於一轴線上之形心C(圍繞該形心幾何面積矩為 零）係位於内門板15之一主平面上。通常，一作用於内板 15上之車體前後方向負载係沿其主平面或其垂直壁部分傳 138393-1001230.doc 1363707 輸。 因此’樑構件21之S形橫剖面形狀部分21G提供六條（彎 曲）脊線a至f，該等脊線在前門窗框17與後門窗框19之間延 伸以使樑構件21有效地用作一車體前後方向負載路徑構 件0

由於樑構件21係作為内板15之一上部邊緣之延伸部而附 接至内板15之上部邊緣15A，因此内板15之上部邊緣係僅 由樑構件21形成，且此消除由内板15與樑構件21接合形成 之任雙壁區^又，該内板之上部邊緣15A與樑構件21之下 部平板部分21A之間的小焊接重疊除外。藉此，可降低材 料成本，且可最小化重量增加。 由於内板15之上部邊緣係由樑構件21本身形成，因此可 在發生-前部碰撞時最，j、化車體前後方向負冑作用於前側 門7上之位置自門樑21之形心c之偏移（如圖5中之一箭頭線 F所指示）或可使該車體前後方向負載作用於前側門7上之

位置與門樑21之橫剖面中心(形心)c重合。藉此，可改良 將-亥車體前後方向負載自八柱35傳輸至8柱(圖式中未顯示) 之效率》 樑構件21賦予有—s形橫剖面形狀部分而非與内板^接 合形成-雙壁構造或-箱形構造，以便使標構㈣在發生 -側部碰撞時能夠藉由垂直延伸而被一衝擊負載完全壓塌 而不留下任-未壓塌部分，>圖4中所圖解說明。樑構件 21可被壓塌至樑構件21之材料之厚度。藉此，可有利地吸 收側部碰撞之能量，且可保護駕驶室之内部空間在經受 138393-1001230.doc 1363707 一側部衝擊時免遭壓塌。 由於樑構件21具備一S形橫剖面形狀部分，其中當發生 一前部碰撞時形心C與車體前後方向負載作用線彼此重 合，因此一前部碰撞之碰撞負載不引起樑構件21中之一彎 矩，且該碰撞負載可僅作為一軸向力而傳輸至車身之一後 部。此有助於改良在發生一前部碰撞時對車體前後軸向負 載之傳輸。 可藉由以下步驟來製造上文中所論述之包含内板15及樑 構件21之總成：將一平坦薄片材料條（用於樑構件21)之一 下部邊緣21A焊接至内板15之上部邊緣（上部凸緣）15A，且 然後將該薄片材料衝壓形成為一 S形橫剖面形狀。此後， 將樑構件21之前部邊緣21B及後部邊緣21C分別焊接至前 門窗框17及後門窗框19。 根據此製造方法，可簡化安裝工作及定位工作以致可改 良生產效率。在此結合中’應注意，在將前及後門窗框i 7 及19安裝至内板15時，樑構件21可方便地用作一位置參 考。 圖7顯示本發明之一第二實施例。在圖7中，以相同編號 表示對應於前述實施例之彼等部分之部分，而不再重複對 此等部分之闡述。在此實施例中，一具有一帽形橫剖面之 内蓋板24附接至樑構件21之一内表面。更具體而言，内蓋 板24具備：一上部凸緣，其與樑構件21之上部平板部分 21F重疊；及一下部凸緣，其與内板15之上部凸緣15A及樑 構件21之下部平板部分21A兩者重疊。内蓋板24可由類似 138393-100l230.doc • 10 - 1363707 於門之剩餘部分之材料之薄鋼片製成。在此-情形下’通 I將：等'疊部分彼此刪焊接、點焊接或以其他方式結 。在起右需要，則内蓋板24亦可由提供一所需機械強 度及剛度之其他材料製成。 因此標構件21與内蓋板24接合地形成一閉合剖面該 閉：剖面加強包括該樑構件及内蓋板24之總成以抵禦一車 ，别後方向負載並相對於_側部衝擊所引起之—側負載調 即胃％’ $m能力β内蓋板24之車體前後方向長度 可延伸樑構件21之整個長度或其長度之僅一部分。 圖8顯不自第—實施例稍微修改之本發明之一第三實施 例且同樣，以相同編號表示圖8中所示之對應於前述實 施例=彼等部分之部分’而不再重複對此等部分之闊述。 在此實施例中’將内蓋板15Β形成為内板Η之一上部邊緣 之延伸部，且此車門構造在其他方面類似於第二實施例。 在此實施例中，降低組件部分的數目以使得可同時降低材 料及製造成本。 圖9至"顯示根據本發明之車門構造之一第四實施例。 在圖9至11中’以相同編號表示對應於前述實施例之彼等 部分之部分，而不再重複對此等部分之閣述。 樑構件21之S形橫剖面形狀部分21(}，特定而言槽構件 21D之底壁，賦予有一局部（相對於車體前後方向）放大之 垂直尺寸Ή度h，諸如—形成於所圖解說明實施例之標 構件之-前部中之垂直延展部分22。垂直延展部分咖 成有一用於組裝工作之作業孔23。 138393-1001230.doc -11 - 1363707 當在一表面安裝配置中將一側鏡或車門後視鏡45(見圖 1)附接至外板13時作業孔23自一内側提供一至前側門7之 外板13之通道。作業孔23形成於垂直延展部分22中而不與 脊線a至f中之任一者交又以致作業孔23不損害該樑構件作 為一負載路徑構件之作用。 圖12顯示自第四實施例稍微修改之本發明之一第五實施 例。以相同編號表示圖12中對應於與前述實施例之彼等部 分之部分’而不再重複對此等部分之闡述。 在此實施例中，一具有一帽形橫剖面之内蓋板25附接至 樑構件21之一内表面。更具體而言，内蓋板乃具備：一上 部凸緣’其與樑構件21之上部平板部分21F重疊；及一下 部凸緣，其與内板15之上部凸緣15A及樑構件21之下部平 板部分21A兩者重疊。内蓋板25可由塑膠薄片、金屬薄片 或其他薄片材料製成，且較佳地附接至内板15或樑構件以 以便在組裝工作、維修或其他目的需要之情形下將其拆 卸。内蓋板25有效地降低可經由作業孔23傳輸之噪音並阻 斷可穿過作業孔23之濕氣。若需要，則可在樑構件21之一 下部中提供一排水孔2 6以便可使可積存在界定於樑構件2 i 與内蓋板25之間的室中之濕氣返回至由外板13與樑構件以 或内板15界定之門之内部中。 此外，藉由藉助一適當密封將内蓋板25附接至樑構件21 之上部平板部分21F及内板15之上部凸緣15A，即使在内板 15之上部凸緣15A與樑構件21之下部平板部分21八之間的 烊接未能提供一抵禦濕氣侵入之足夠緊之密封時，亦可藉 138393-100l230.doc -12- 由内蓋板25阻止此濕氣進入駕敌室β 雖然已依據本發明之較佳實施例闡述了本發明，但熟習 此項技術者應明瞭可進行各種改動及修改而不背離隨附申 請專利範圍中所闡述之本發明之範圍。 本申明案可基於巴黎公約請求優先權的原始曰本專利申 明案之内谷以及本申請案中所提及之任一先前技術之内容 以引用方式倂入本申請案中。 【圖式簡單說明】 現在，上文已參考附圖闡述了本發明，附圖中： 圖1係一顯示使用根據本發明之一車門構造之一機動車 輛之一實施例之透視圖； 圖2係-自外側看到的根據本發明之車門構造之實施例 中之一内板之前視圖，其中已移除—外板； 圖3係一沿圖2中之線huh截取之剖視圖； 圖4係一顯示一側 側部碰撞如何影響根據本發明 造之圖示； 之車門構 圖5係一根據本發明之

圖8係一類似於圖4之視圖， 其顯示本發明之一第三實施 圖9係*一 顯示根據本發明之車門構造 局部透視圖； 之一第四實施例之 138393-1001230.doc -13· 1363707 圖10係一沿圖9之線X-X截取之剖視圖； 圖11係一沿圖9之線XI-XI截取之剖視圖；及 圖12係一類似於圖11之視圖，其顯示本發明之一第五實 施例。 【主要元件符號說明】 1 車身 3 前輪 5 後輪 7 前側門 9 後側門 11 後背箱蓋 13 外板 15 内板 15A 上部邊緣 15B 内蓋板 17 前門窗框 19 後門窗框 21 樑構件 21A 下部平板部分 21B 前部邊緣 21C 後部邊緣 21D 直角C形槽構件 21E 直角C形槽構件 21F 上部平板部分

138393-1001230.doc -14- 1363707 21G S形橫剖面形狀部分 22 垂直延展部分 23 作業孔 24 内蓋板 26 排水孔 31 側窗玻璃板 33 門鉸鏈 A柱

35 37 40 45 b c d 前上構件 窗口 車門後視鏡 脊線 脊線 脊線 脊線

e f

C 脊線 脊線 形心 138393-1001230.doc -15·

Claims (1)

1363707 七、申請專利範圍·· 匕，。曰师正替換， 種車門構ia其特徵在於包括車室外側之外板及車室 内側之内板， 上述内板具備纟車體前後方向及上下方向上延伸之主 平面，且

在車體月1後方向上延伸之標構件附接至上述内板，上 述樑構件之橫剖面之形心與上述主平面大致重合，且 上述標構件之橫剖面包括S形橫剖面形狀部分，其在 沿垂直方向延伸的部分上設有作業孔。 如請求項1之車門構造，其中設有上述作業孔之上述沿 垂直方向延伸的部分與其前後方向相鄰接之部分相較係 沿上下方向更擴大。

如請求項1之車門構造，其中更進一步包括内蓋板，該 内蓋板係至少於與上述作業孔對向之部分，於上述§形 橫剖面形狀部分之車室内側，且於其上部邊緣及下部邊 緣之間沿上下方向延伸。 4. 如請求項丨之車門構造，其中上述s形橫剖面形狀部分係 將橫剖面形狀為直角C形之槽構件左右反轉而構成上下 兩段連續的形狀》 5. 如請求項丨之車門構造，其中上述樑構件作為上述内板 之上部邊緣的延伸部而形成。 6·如請求項5之車門構造，其進一步包括内蓋板，該内蓋 板係於上述S形橫剖面形狀部分之車室内側，且於其上 部邊緣與下部邊緣之間沿上下方向延伸。 138393-1001230.doc 1363707 7. 如請求項丄之車門構造，其進一步包括内蓋板該内蓋 板係於上述S形橫剖面形狀部分之車室内側，於其上部 邊緣與下部邊緣之間沿上下方向延伸，且構成上述内板 之上部邊緣之延伸部。 8. —種車門構造之製造方法，其係用於製造如請求項1至7 中之任-項之車門構造者，其中將作為上述樑構件之素 材之扁平帶狀之板材焊接至上述内板，且於焊接後將、 述板材衝壓形成為s形橫剖面形狀。 ； 138393-1001230.doc 2-