专利名称：车门构造体的制作方法
技术领域：
本发明涉及车门构造体，尤其涉及作为汽车的侧门进行使用、且实施了前部碰撞对策、侧部碰撞对策的车门构造体。
背景技术：
作为汽车的侧门进行使用的车门构造体，由车室外侧的外面板和车室内侧的内面板构成。在车门构造体中，存在出于加强的目的而安装被称为门梁的加强梁的情况，该加强梁在车身前后方向延伸，前端连接在内面板的前部，后端连接在内面板的后部。作为门梁， 存在基于与内面板形成箱形截面形状的槽形钢的结构、横截面形状为双山帽状的结构、基于管材的结构等的各种提案(例如，专利文献1、2、3)。上述那样的横截面形状的门梁，作为门的前后方向的载荷传递梁发挥作用，前部碰撞时，将碰撞载荷(前后轴载荷)从前柱(A柱)传递至中柱(B柱)从而抑制形成在门以及车身上的门开口部的变形；侧部碰撞时，通过横截面形状被压溃的方式的变形(塑性变形)来吸收碰撞载荷从而确保车室内空间。现有技术文献专利文献1 日本专利第3989373号公报专利文献2 日本特开2005-U6018号公报专利文献3 日本特开2006-21744号公报对于侧门，尤其是前门的加强梁，要求其具备以下功能将前部碰撞时的碰撞载荷可靠地从前柱传递至中柱的功能；作为将前部碰撞时以前柱下梁的下端和下纵梁的前端的连接部为力矩中心而产生的弯曲力矩适当地承受的反力部件的功能；侧部碰撞时，通过横截面形状压溃变形而吸收碰撞载荷的功能；不会对配置在外面板和内面板之间所划分的车门内部空间中的车窗升降器等的门内置物的配置造成妨碍的功能。即使在侧门上组装有加强梁，伴随着前柱因前部碰撞时的碰撞载荷而向车身后方位移，若侧门和前柱在车宽方向上错位，则加强梁无法按照设计规格有效地发挥作用，存在着碰撞载荷无法将加强梁作为载荷通路、从前柱可靠地传递至中柱的担心。
发明内容
鉴于这样的现有技术的问题，本发明的主要目的在于提供一种车门构造体，设在侧门上的加强梁(梁部件)充当反力部件，将前部碰撞时的碰撞载荷从前柱可靠地传递至中柱，并适当地承受前部碰撞时以前柱下梁的下端和下纵梁的前端的连接部为力矩中心而产生的弯曲力矩；侧部碰撞时，通过横截面形状被压溃的变形来吸收碰撞载荷，不会对配置在外面板和内面板之间所划分的车门内部空间中的车窗升降器等的门内置物的配置造成妨碍。本发明的第二目的在于，避免出现因前部碰撞时的碰撞载荷而使侧门和前柱在车宽方向上错位的情况，从而保证前部碰撞时加强梁能够按照设计规格高效且有效地发挥作
通过提供如下的车门构造体，能够实现上述目的。根据本发明，提供一种车门构造体，由车室外侧的外面板和车室内侧的内面板构成，在上部具有车门窗开口，该车门构造体通过铰链以能够开闭的方式装在车身上，其特征在于包括呈S字形横截面形状的梁部件， 该梁部件以沿车身前后方向延伸的方式接合在所述内面板的上部，使呈二字形的横截面形状、且凹面侧朝向横方向的两个槽形状部左右反转地连成上下二层而构成所述S字形横截面形状，所述上层槽形状部的上缘侧与划分所述车门窗部的下缘的窗分型线接近并沿该窗分型线延伸，所述下层槽形状部，在车身后方侧实质上与所述窗分型线平行地延伸，在车身前方侧向门构造体下方侧偏倚，该下层槽形状部的前端位于与所述铰链重叠的高度位置。发明的效果根据本发明的车门构造体，梁部件不具有封闭截面形状，是包含S字形横截面形状部的部件，因此，容易因侧部碰撞时的碰撞载荷而无压溃残留地被压溃变形为扁平。由此，能够充分进行侧部碰撞时的能量吸收。另外，梁部件的S字形横截面形状部的上层槽形状部由于沿车门窗部的窗分型线配置，所以，该上层槽形状部被配置在距前部碰撞时的弯曲力矩的力矩中心较远的位置上。由此，上层槽形状部能够以最小的反力承受前部碰撞时的弯曲力矩，可靠地防止门构造体的变形。而且，铰链被安装在设于门的正前的柱(若门为前门，则该柱为被称为A柱的设在车室前端的柱，若门为尾门，则该柱为被称为B柱的设在车室中间部的柱。)上，但铰链通过其自身的特性或其安装部位的特性，成为体现相对高的刚性的部位。因此，梁部件的下层槽形状部在前端位于与将车门构造体连接在车身上的铰链的配置位置和铰链重叠的高度，只要前部碰撞时的碰撞载荷从铰链向梁部件作为车身前后方向的轴力直接地被传递，就能够使前部碰撞时的碰撞载荷在梁部件中作为载荷传递梁向车身后方良好地传递，能够防止门构造体的变形。尤其，使所述上层槽形状部的凹面侧朝向车身外侧方向、使所述下层槽形状部的凹面侧朝向车身内侧方向，且所述下层槽形状部，其车身后方侧的部分和车身前方侧的部分通过上下倾斜的曲线部分平滑地连接。由此，与整个下层槽形状部都水平地设在与铰链的配置位置相同的高度位置的情况相比，能够扩大配置车窗升降器等的门内置物的内部空间的有效空间，门内置物的配置的自由度增大。尤其，根据优选的实施例，所述上层槽形状部的槽底面在车身前方侧向上下方向扩宽，在该扩宽底面上贯穿形成有作业用出入孔，所述作业用出入孔包含用于在外面板安装的门后视镜的出入孔。而且，在所述车门构造体的前端部的、与所述梁部件相匹配的部位上设有卡合部， 在与所述车门构造体的所述前端部相对的车身侧柱上设有对应卡合部，该对应卡合部与所述卡合部协动从而对因前部碰撞时的碰撞载荷导致的所述车门构造体向车身外侧的位移进行限制，这样，通过前部碰撞时的碰撞载荷导致的位移，卡合部在从车身前后方向观察与梁部件相匹配的部位上与车身侧柱卡合，将内面板约束在车身侧柱上，所以，前部碰撞时车门构造体(内面板)和车身侧柱相互错位运动的情况在梁部件配置部分附近被抑制。由此， 能够较大程度地保证加强梁能够如设计规格那样高效且有效地发挥作用。尤其，根据优选的实施例，所述卡合部包括突起部，所述对应卡合部包括能够收容所述突起部的孔。该情况下，所述突起部能够设置在朝向所述车门构造体的前端折曲的所述内面板的一部分上。另外，在所述内面板的折曲的部分上固定有螺母部件，所述突起部包含被螺入所述螺母部件的螺纹孔中的螺栓的头部，这样能够简化组装过程。另外，通常时， 为了不使异物、水侵入到用于收容突起部的孔中、且不损害外观，门构造体还可以具有闭塞部件，该闭塞部件在通常时封闭所述孔，而当所述突起部突入到所述孔中时脱落。
图1是表示适用了本发明的车门构造体的汽车的一个实施方式的立体图。图2是从车室外侧观察到的本发明的车门构造体的实施方式的主视图。图3是从车室内侧观察到的本实施方式的车门构造体的主要部分的放大立体图。图4是沿图2的IV-IV线的放大剖视图。图5是沿图2的V-V线的放大剖视图。图6是沿图2的VI-VI线的放大剖视图。图7是表示设在本实施方式的车门构造体上的突起部件的安装方法的平剖视图。图8是表示本实施方式的车门构造体的主要部分的前部碰撞前的状态的分解平剖视图。图9是表示本实施方式的车门构造体的主要部分的前部碰撞后的状态的平剖视图。图10是表示前部碰撞状态的说明图。
具体实施例方式以下，参照图1 图6说明本发明的车门构造体的实施方式。图1表示适用了本发明的车门构造体的汽车。图1中，标记1表示车身整体，标记 3表示前轮，标记5表示后轮，标记7表示前侧门，标记9表示后侧门，标记11表示尾门。本发明的车门构造体，能够适用于前侧门7、后侧门9的任一个，在本实施方式中， 对将其适用于前侧门7的情况进行说明。如图2 图6所示，前侧门7由车室外侧的外面板13、车室内侧的内面板15、安装在内面板15的上部且与内面板15 —同划分车门窗部(窗开口)19的车门窗框21构成。外面板13和内面板15为冲压钢板制部件，在两者间划分有将前窗玻璃31以能够上下移动的方式收纳的车门内部空间23。前侧门7通过车门窗框21、安装在内面板15的前缘部上的上部门铰链33、以及下部门铰链35而以能够开闭的方式安装在A柱下梁111 (参照图8)上。在内面板15的车门内部空间23—侧的板面(车室外侧的板面)上，安装有进行前窗玻璃31的升降的车窗升降器37、限制门的开门限度的门检验器39、以及门锁装置41寸。在内面板15的上缘部，遍及内面板15的整个车身前后尺寸宽度地安装有在车身前后方向上延伸的梁部件21。梁部件21具有最上缘部21A，其具有均等的上下宽度尺寸、且具有大致相同的高度，沿车身前后方向大致铅直地延伸；下部连接余量部21B，其具有均等的上下宽度尺寸、 且向后上方倾斜，沿车身前后方向大致铅直地延伸；S字形横截面形状部21C，其在最上缘部21A和下部连接余量部21B之间沿车身前后方向延伸。S字形横截面形状部21C是使横截面形状为二字形的槽形状部左右反转地连成上下二层的弯曲形状。也就是说，S字形横截面形状部21C以连成上下二层的方式具有横截面形状为向外呈凹形的二字形的上层槽形状部21D;横截面形状为左右反转地向内呈凹形的二字形的下层槽形状部21E，并且，S字形横截面形状部21C包括分别与最上缘部21A、下部连接余量部21B的连接部在内包含六条折曲棱线a f。上层槽形状部21D的上侧也就是说上层槽形状部21D与最上缘部21A的连接部的折曲棱线a、以及上层槽形状部21D的上侧面与底面的折曲棱线b，沿着划分车门窗部19的下缘的窗分型线W且以内侧朝下倾斜的方式延伸。此外，在本实施例中，窗分型线W大致水平，由最上缘部21A的上缘赋予。上层槽形状部21D的大致铅直的槽底面，在车身前方侧在上下方向上扩张，成为扩张底面21De。在扩张底面21De上贯穿形成有多个作业用出入孔25。作业用出入孔25 之一成为通过外面板安装(skin mount)方式在前侧门7的外面板13上安装后视镜45 (参照图1)的组装工序中的、从车室内侧的出入孔。作业用出入孔25设在扩张底面21De上， 由此，作业用出入孔25不会切断折曲棱线a f。因此，下层槽形状部21E在车身后方侧与窗分型线W接近地平行地延伸，上层槽形状部21D的底面在车身前方侧向上下方向扩张，由此，下层槽形状部21E朝向前方地向下倾斜。由于这样的倾斜，前端21Ef到达与上部门铰链22的配置位置高度相同的位置。S卩，下层槽形状部21E的车身后方侧的部分和车身前方侧的部分通过上下倾斜的曲线部分21Em 平滑地连接。下部连接余量部21B由于是上下宽度尺寸均等的部件，所以，与下层槽形状部21E 同样地，在车身后方侧与窗分型线W平行地延伸，在车身前方侧通过曲线部分成为向车身下方侧偏倚的形状。作为梁部件21，下部连接余量部21B通过MIG焊接而焊接在内面板15的上缘的连接余量部15A上，前端部通过MIG焊接而经由托架配件27焊接在车门窗框17的朝向车身前方的表面上，后端部通过MIG焊接而焊接在车门窗框19的朝向车身后方的表面上。由此，梁部件21的下缘、前缘、后缘这三边被牢固地连结在内面板15和车门窗框17、19的组装体上。内面板15的上下宽度比通常的内面板小与梁部件21的上下宽度相应的量，梁部件21以接长内面板15的方式安装在内面板15的上缘上。由此，内面板15的上缘侧仅由梁部件21构成，划分车门窗部19的下缘的窗分型线W由梁部件21的最上缘部21A的上缘赋予。内面板15的前端部朝向A柱下梁111的车身后侧的背面Illa具有某一角度地折曲，由此，形成与A柱下梁111相对的倾斜端面15b。端面15b的前端侧以沿前后方向延伸的方式再折曲回来，由此，连续地设置与外面板13之间的接合余量部15c。如图7所示，在倾斜端面1 上贯穿形成有孔15d。在外周设有锷部53a、且具有中心内螺纹部5 的螺母部件53，以锷部53a作为插入边界而插入安装于孔15中。带头螺栓51的外螺纹部51b从外方即从前方螺入紧固在螺母部件53的内螺纹部53b中。带头螺栓51的头部51a从端面15b向车身前侧突出，成为突起部件。由此，下文中将带头螺栓51的头部51a称作突起部件51a。这里，重要的是，突起部件51a从车身前后方向观察被配置在与梁部件21相匹配的部位上。换言之，在车身前后方向的投影面内观察，突起部件51a位于与梁部件21重叠的位置。另外，如图8所示，在A柱下梁111的车身后侧的背面Illa与突起部件51a相对的部位上贯穿形成有卡合孔115。如图9所示，卡合孔115形成为在因前部碰撞时的碰撞载荷导致在A柱下梁111和前侧门7(内面板1 上发生车身前后方向的相对位移的情况下可供突起部件51a进入的大小、形状。卡合孔115将突起部件51a纳入孔内，由此，内面板15被A柱下梁111约束，内面板15和A柱下梁111尤其在梁部件配置部分附近，在车宽方向、上下方向的任一方向上都不能相对位移(错位运动)。当然，在没有经历前部碰撞的通常状态下，如图8所示，突起部件51a位于从A柱下梁111的背面Illa离开的位置，不与A柱下梁111发生干涉，不会阻碍前侧门7的通常的开闭。为了防止异物、水等向A柱下梁111内的侵入，卡合孔115通过安装在A柱下梁 111上的橡胶盖117而被封闭。当卡合孔115将突起部件51a纳入孔内时，由于突起部件 51a的碰撞，橡胶盖117从A柱下梁111脱落，不会阻碍卡合孔115将突起部件51a纳入孔内。由此，梁部件21相对于A柱下梁111的配置位置不会偏离设计规格，能够高度确保梁部件21按照设计规格高效且有效地发挥作用，前部碰撞时的碰撞载荷从A柱下梁111 向梁部件21的传递能够按照设计规格适当进行。此外，在本实施例中，前部碰撞时的碰撞载荷从A柱下梁111向梁部件21的传递以A柱下梁111 —托架配件27 —车门窗框17的车身前侧部分一梁部件21的路径进行。此外，在A柱下梁111上接合有加强杆113，通过A柱下梁111和加强杆113构成封闭截面的A柱。梁部件23不具有封闭截面形状，是包含S字形横截面形状部21C的部件，因此，容易因侧部碰撞时的碰撞载荷而无压溃残留地被压溃变形为扁平。由此，能够充分进行侧部碰撞时的能量吸收。梁部件21通过S字形横截面形状部21C而成为包含沿车身前后方向延伸的六条折曲棱线a f的形状，所有棱线都能够作为前侧门7的前后方向的载荷传递梁而有效地发挥作用。本实施例中，折曲棱线a b由于沿车身前后方向笔直地延伸，所以，能够作为前部碰撞时的载荷传递梁最高效地发挥作用。折曲棱线c f虽然不是笔直的，但由于车身后方侧的部分和车身前方侧的部分通过上下倾斜的曲线部分21Em平滑地连接，所以，与钩形的高低不齐的情况相比，能够作为前部碰撞时的载荷传递梁高效地发挥作用。另外，由于S字形横截面形状部21C的上下宽度在门前部扩宽，所以，能够在较宽的范围内有效地支承前部碰撞时施加在前柱下梁100上的载荷，能够避免前柱下梁100局部变形的情况。此外，关于梁部件21和A柱下梁111之间的碰撞载荷的传递位置，能够通过梁部件21的S字形横截面形状部21C、尤其是下层槽形状部21E的槽深度的设定来进行车宽方向的调节，并通过下层槽形状部21E向车身下方侧的偏倚量的设定进行上下方向的调节，能够将该传递位置、包括突起部件51a的配置位置设定在合适位置。通过该传递位置的正规化，能够谋求基于梁部件21的载荷传递效率(载荷传递效率)的提高。另外，能够使梁部件21所实现的前部碰撞时的碰撞载荷的传递路径偏向车宽方向内侧，由此，能够将碰撞载荷的传递路径设定为直线状，通过这一点也能够谋求载荷传递效率的提高。如图10所示，在前部碰撞时，由于前碰撞载荷主要施加在前柱下梁100中间部或其整体上，因此，产生以前柱下梁100的下端和下纵梁102的前端之间的连接部为力矩中心 C的弯曲力矩M。对此，由于梁部件21的上层槽形状部21D、尤其是上层槽形状部21D的折曲棱线a、b沿窗分型线W接近地配置，所以，上层槽形状部21D配置在距前部碰撞时的弯曲力矩M的力矩中心C较远的位置上。若将力矩中心C和承受弯曲力矩M的位置之间的分隔距离(矩臂)设为L，则弯曲力矩M和承受该弯曲力矩的反力F之间的平衡由M = L · F表示，分隔距离L越长，平衡所需的反力F越小，因此，位于距力矩中心C较远的位置上的上层槽形状部21D通过较小的反力就能够承受前部碰撞时的弯曲力矩M。另外，由于上层槽形状部21D的折曲棱线a、b沿窗分型线W且沿车身前后方向笔直地延伸，所以，相对于弯曲力矩M有效地产生反力F。由此，能够可靠地防止弯曲力矩M所导致的前侧门7的变形。以上是通过下述结构保证的突起部件51a进入到卡合孔115内，内面板15和A 柱下梁111在梁部件配置部分附近不能向车宽方向、上下方向的任一方向错位运动，由此， 能够确保梁部件21的下层槽形状部21E在前端21Ef与将前侧门7连接在车身上的上部门铰链33的配置位置处于相同的高度。由于梁部件21的下层槽形状部21E在前端21Ef与将前侧门7连接在车身上的上部门铰链33的配置位置处于相同的高度，因此，前部碰撞时的前后轴载荷作为车身前后方向的轴力从上部门铰链33直接传递至梁部件21。由此，以梁部件21作为载荷传递梁，前部碰撞时的前后轴载荷向车身后方良好地传递。通过这一点也能够可靠地防止前侧门7的变形。另外，由于梁部件21的主要部分为S字形横截面形状部21C，因此能够减小前部碰撞时前后轴载荷作用在前侧门7上的位置和梁部件21的图心A之间的沿车身宽度方向的错位，或能够实现使前后轴载荷作用在前侧门7上的位置和梁部件21的图心A—致的对准。由此，能够将因前后轴载荷而在梁部件21上产生车身宽度方向的弯曲力矩的情况减少或消除，能够改善前部碰撞时的前后轴载荷从A柱向B柱的传递效率。这也是通过下述结构保证的突起部件51a进入卡合孔115内，内面板15和A柱下梁111在梁部件配置部分附近沿车宽方向、上下方向的任一方向都不能错位运动。另外，下层槽形状部21E在车身后方侧接近窗分型线W的下侧，在车身前方侧向车身下方侧偏倚地并与上部门铰链33的配置位置处于相同高度位置，所以，与整个下层槽形状部21E都被水平地设在与上部门铰链33的配置位置相同的高度位置的情况相比，能够扩大车门内部空间23的有效空间，车窗升降器37、门锁装置41等的门内置物的配置的自由度增大。另外，在内面板15的连接余量部15A上以接长内面板15的方式安装有梁部件21， 由此，内面板15的上缘侧仅通过梁部件21构成，除了由内面板15的连接余量部15A和梁
8部件21的下部连接余量部21B构成的焊接余量部分以外，内面板15和梁部件21不是二层构造。由此，能够谋求材料成本的削减、避免重量增加。如图4、图5的假想线所示，在梁部件21的车室内侧，可以根据需要设置横截面形状为二字形的内罩面板四。内罩面板四使S字形横截面形状部21C成为封闭截面，能够阻断来自作业用出入孔25的风声从而降低行驶时的车室内噪音，并且，能够防止雨水等侵入到车室内。此外，内罩面板四可以是作为载荷传递梁的发挥作用的部件，但也可以是不发挥这一作用的部件。在为后者的情况下，内罩面板四能够由与梁部件21相比薄壁的钢板或树脂成形品构成。以上，就特定的实施例对本发明进行了说明，但能够以本领域的从业者能够容易理解的方式、在不脱离本发明的发明概念的前提下进行各种变形、变更，本发明的发明概念如附加的权利要求书记载的那样。另外，关于基于巴黎公约而成为主张优先权的基础的日本国申请，根据在其中言及的部分，将其内容作为本申请的一部分。附图标记的说明
1车身
7前侧门
13外面板
15内面板
17车门窗框
19车门窗部
21梁部件
21C S字形横截面形状部
21D上层槽形状部
21De扩宽底面
21E下层槽形状部
2IEm曲线部分
25作业用出入孔
29内罩面板
33上部门铰链
51a突起部件(带头螺栓的头部)
53a夹持部件
111柱下梁
115卡合孔
权利要求
1.一种车门构造体，由车室外侧的外面板和车室内侧的内面板构成，在上部具有车门窗开口，该车门构造体通过铰链以能够开闭的方式装在车身上，其特征在于包括呈S字形横截面形状的梁部件，该梁部件以沿车身前后方向延伸的方式接合在所述内面板的上部，使呈二字形的横截面形状、且凹面侧朝向横方向的两个槽形状部左右反转地连成上下二层而构成所述S字形横截面形状，所述上层槽形状部的上缘侧与划分所述车门窗部的下缘的窗分型线接近并沿该窗分型线延伸，所述下层槽形状部，在车身后方侧实质上与所述窗分型线平行地延伸，在车身前方侧向车门构造体下方侧偏倚，该下层槽形状部的前端位于与所述铰链重叠的高度位置。
2.如权利要求1所述的车门构造体，其特征在于所述上层槽形状部的凹面侧朝向车身外侧方向，所述下层槽形状部的凹面侧朝向车身内侧方向。
3.如权利要求1所述的车门构造体，其特征在于所述下层槽形状部中，车身后方侧的部分和车身前方侧的部分通过上下倾斜的曲线部分而平滑地连接。
4.如权利要求1所述的车门构造体，其特征在于所述上层槽形状部的槽底面在车身前方侧向上下方向扩宽，在该扩宽底面上贯穿形成有作业用出入孔。
5.如权利要求4所述的车门构造体，其特征在于所述作业用出入孔包括用于在外面板安装的门后视镜的出入孔。
6.如权利要求1所述的车门构造体，其特征在于在所述车门构造体的前端部的、与所述梁部件相匹配的部位上设有卡合部，在与所述车门构造体的所述前端部相对的车身侧柱上设有对应卡合部，该对应卡合部与所述卡合部协动从而对因前部碰撞时的碰撞载荷导致的所述车门构造体向车身外侧的位移进行限制。
7.如权利要求6所述的车门构造体，其特征在于所述卡合部包括突起部，所述对应卡合部包括能够收容所述突起部的孔。
8.如权利要求7所述的车门构造体，其特征在于所述突起部设置在朝向所述车门构造体的前端折曲的所述内面板的一部分上。
9.如权利要求8所述的车门构造体，其特征在于在所述内面板的折曲的部分上固定有螺母部件，所述突起部包含被螺入所述螺母部件的螺纹孔中的螺栓的头部。
10.如权利要求7所述的车门构造体，其特征在于还具有闭塞部件，该闭塞部件在通常时封闭所述孔，而当所述突起部突入到所述孔中时脱落。
全文摘要
本发明提供一种车门构造体，能够将前部碰撞时的碰撞载荷可靠地从前柱传递至中柱，并能够适当地承受前部碰撞时产生的弯曲力矩，避免门变形。安装在内面板(15)上的梁部件(21)是包含S字形横截面形状部(21C)的部件，S字形横截面形状部(21C)的上层槽形状部(21D)沿划分车门窗部(19)的下缘的窗分型线(W)延伸，下层槽形状部(21E)在车身后方侧与窗分型线(W)的下侧接近并平行地延伸，在车身前方侧向车身下方侧偏倚，该下层槽形状部(21E)的前端(21Ef)位于与上部门铰链(33)的配置位置相同高度的位置。
文档编号B60J5/04GK102361768SQ201080012930
公开日2012年2月22日 申请日期2010年1月7日 优先权日2009年2月11日
发明者安原重人, 濑川慎吾 申请人:本田技研工业株式会社