JP6035963B2 - 車両用ドア構造 - Google Patents

Description

本発明は、車両用ドア構造に関する。

車両用ドア構造において、例えば、特許文献１では、アッパフレーム（メインフレーム）とリヤサイドフレーム（縦柱フレーム）との突き当て部をブラケットで固定する技術が開示されている。このように、アッパフレームとリヤサイドフレームとの突き当て部をブラケットで固定することによって、ドアガラスの閉じきり時の突き上げ入力によるリヤサイドフレームに対するアッパフレームの撓みが抑制される。

特開２００７−１３１０５３号公報

しかしながら、この先行技術では、ブラケットはアッパフレーム及びリヤサイドフレームを外側から覆っているため、当該ブラケットが外部に露出し、見栄えが悪い。

本発明は上記事実を考慮し、ドアフレームの見栄えが良く、かつドアガラスの閉じきり時におけるメインフレームの撓みを抑制することができる車両用ドア構造を得ることが目的である。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の車両用ドア構造は、ドアフレームの上部を構成すると共に車両上下方向に沿って切断された断面形状が閉じ断面とされて台形状の中空部が形成され、車両前後方向に沿って延在されてドアガラスの上端部を支持するメインフレームと、前記ドアフレームの側部を構成すると共に車両前後方向に沿って切断された断面形状が閉じ断面とされて台形状の中空部が形成され、車両上下方向に沿って延在されて前記ドアガラスの側端部を支持する縦柱フレームと、側面視でＬ字状を成して前記メインフレーム及び前記縦柱フレームの前記中空部内へ圧入されて当該メインフレームと縦柱フレームとを接続し、前記メインフレームと縦柱フレームとの突き当て部内を跨った状態で配置され外部に露出しないジョイント部材と、を有している。

請求項１に記載の車両用ドア構造では、ドアフレームの上部を構成すると共に車両上下方向に沿って切断された断面形状が閉じ断面とされて台形状の中空部が形成され、車両前後方向に沿って延在されたメインフレームによってドアガラスの上端部が支持されるようになっている。また、ドアフレームの側部を構成すると共に車両前後方向に沿って切断された断面形状が閉じ断面とされて台形状の中空部が形成され、車両上下方向に沿って延在された柱フレームによってドアガラスの側端部が支持されるようになっている。ここで、本発明では、側面視でＬ字状を成すジョイント部材が、メインフレーム及び縦柱フレームの中空部内へそれぞれ圧入されて当該メインフレームと縦柱フレームとを接続している。また、ジョイント部材は、メインフレームと縦柱フレームとの突き当て部内を跨った状態で配置されて外部（意匠面側）に露出しないようになっている。

また、本発明では、ジョイント部材がメインフレーム及び縦柱フレーム内へ圧入されるため、メインフレームと縦柱フレームとの突き当て部における強度及び剛性が向上する。そして、このように、ジョイント部材をメインフレーム及び縦柱フレームに圧入させることによって、メインフレームと縦柱フレームとを一体化させることができるため、例えば、メインフレームと縦柱フレームとをアーク溶接などによって一体化させる場合と比較して、生産性が向上し、低コスト化を図ることができる。

請求項２に記載の車両用ドア構造は、請求項１に記載の車両用ドア構造において、前記メインフレーム及び前記縦柱フレームは、軽金属による押出成形により形成されている。

請求項２に記載の車両用ドア構造では、メインフレーム及び縦柱フレームが、軽金属による押出成形により形成されることによって、鋼材によってドアフレームをロール成形した場合と比較して、軽量化及び低コスト化を図ることができる。

以上説明したように、請求項１に記載の車両用ドア構造によれば、ドアフレームの見栄えが良く、かつドアガラスの閉じきり時におけるメインフレームの撓みを抑制することができる、という優れた効果を有する。

請求項２に記載の車両用ドア構造によれば、ドアフレームを軽量化させることができると共にドアフレームの低コスト化を図ることができる、という優れた効果を有する。

本発明の実施の形態に係る車両用ドア構造が適用されたドアフレームの要部を示す分解斜視図である。 本発明の実施の形態に係る車両用ドア構造が適用されたドアフレームの要部を示す斜視図である。 図２の３−３線に沿って切断された状態を示すメインフレームの断面図である。 図２の４−４線に沿って切断された状態を示すリアフレームの断面図である。 本発明の実施の形態に係る車両用ドア構造が適用されたフロントサイドドアを示す概略側面図である。 （Ａ）は本発明の実施の形態に係る車両用ドア構造が適用されたドアフレームの作用を説明するための部分拡大図であり、（Ｂ）は（Ａ）の比較例を示す（Ａ）に対応する部分拡大図である。 本発明の実施の形態に係る車両用ドア構造が適用されたドアフレームに設けられたジョイント部材の材質や製造方法などの例を示す組合せ図である。

以下、図面を用いて、本発明の実施の形態に係る車両用ドア構造について説明する。なお、これらの図において適宜示される矢印ＦＲは車両前方側を示しており、矢印ＵＰは車両上方側を示し、矢印ＯＵＴは車両幅方向外側を示している。

（車両用ドア構造の構成）
図１〜図５を用いて本発明の実施の形態に係る車両用ドア構造について説明を行う。図５に示されるように、フロントサイドドア１０は、車幅方向外側にドアアウタパネル１２が配置されており、ドアアウタパネル１２の車幅方向内側にはドアインナパネル１４が配置されている。

ドアアウタパネル１２とドアインナパネル１４とは、閉断面が構成された状態で結合されており、ドアアウタパネル１２とドアインナパネル１４との間には、図示しないウインドレギュレータが設けられている。このウインドレギュレータによって、ドアアウタパネル１２とドアインナパネル１４との間でドアガラス１６が昇降移動可能とされる。

また、ドアインナパネル１４の上部には、ドアフレーム１８が設けられている。ドアフレーム１８は、車両前後方向前部に位置するフロントフレーム２０と、車両上下方向上部に位置するメインフレーム２２と、車両前後方向後部に位置する縦柱フレームとしてのリアフレーム２４と、を備えており、車両上下方向下方（車両下方）が開放された逆Ｕ字状を成している。

このドアフレーム１８のフロントフレーム２０及びリアフレーム２４は、図示しないブラケットを介してドアインナパネル１４に取付けられており、ドアインナパネル１４の上端部（いわゆるベルトラインＬ）との間で、開口部２６を形成している。この開口部２６が、ドアガラス１６の昇降移動によって開閉される。

（メインフレーム）
ここで、メインフレーム２２について説明する。メインフレーム２２は、アルミニウム合金による押出成形により形成されており、図１及び図３に示されるように、内部に中空部２２Ａが設けられたフレーム本体部３０と、フレーム本体部３０の車両幅方向外側に配置されフランジ部３２を有する支持部３４と、を備えている。

フレーム本体部３０は車両上下方向に沿った断面形状において台形状を成しており、車両上下方向上部に位置する上壁部３０Ａと、車両上下方向下部に位置する下壁部３０Ｂと、車両幅方向内側に位置する内壁部３０Ｃと、車両幅方向外側に位置する外壁部３０Ｄと、を含んで構成されている。

また、フレーム本体部３０における外壁部３０Ｄと内壁部３０Ｃとは、車両上下方向に沿って形成されており、外壁部３０Ｄの下端部と内壁部３０Ｃの下端部とを繋ぐ下壁部３０Ｂは、車両幅方向に沿って形成されている。当該外壁部３０Ｄは内壁部３０Ｃよりも長くなるように形成されており、外壁部３０Ｄの上端部と内壁部３０Ｃの上端部とを繋ぐ上壁部３０Ａは、外壁部３０Ｄ側へ向かうにつれて車両上下方向上方側（車両上方側）へ傾斜した状態で形成されている。

また、フレーム本体部３０の内壁部３０Ｃの上端部からは、上壁部３０Ａと略平行となるようにして係止片３６が車両幅方向外側へ向かって延出されている。この係止片３６の基部側には、上壁部３０Ａとの間に補強片３８が架け渡されている。さらに、フレーム本体部３０の外壁部３０Ｄの上端部には、係止片３６と対向するようにして係止爪４０が突設されている。この係止爪４０及び係止片３６を介してウエザストリップ４２（図３参照）がフレーム本体部３０に装着される。

ウエザストリップ４２はゴム等のチューブ状の弾性材料によって形成されており、車両上下方向に沿った断面形状において、円形状を成す本体部４２Ａと、当該本体部４２Ａの略接線方向に沿って張り出す脚部４２Ｂ、４２Ｃと、を含んで構成されている。この脚部４２Ｂ、４２Ｃが係止片３６及び係止爪４０にそれぞれ係止されるようになっている。なお、図面の見やすさを考慮して、図１ではウエザストリップ４２の図示を省略している。

一方、フレーム本体部３０の車両幅方向外側に支持部３４は設けられている。支持部３４では、係止爪４０の上端部において、車両幅方向外側へ向かって張り出すフランジ部３２が設けられている。また、支持部３４において、フレーム本体部３０と共有する外壁部３０Ｄにおける車両幅方向外側には、車両幅方向内側へ向かって凹む係止凹部４４が形成されている。この係止凹部４４にはガラスラン４６（図３参照）に形成された係止凸部４８が係止可能とされている。

ガラスラン４６はゴム等の弾性材料によって形成されており、車両上下方向に沿った断面形状において、車両下方側を開口とするＵ字状を成し支持部３４に装着される本体部５０を備えている。また、ガラスラン４６には、本体部５０との間でメインフレーム２２のフランジ部３２を挟持する挟持部５２が設けられている。このため、ガラスラン４６の本体部５０が支持部３４に装着された状態で、本体部５０の外面側に設けられた当該係止凸部４８が係止凹部４４に係止されるようになっている。なお、図面の見やすさを考慮して、図１ではガラスラン４６の図示を省略している。

また、ガラスラン４６の本体部５０の内面からはリップ部５０Ａが延出されており、ドアガラス１６の表面に対して弾性的に圧接可能とされている。これにより、ドアガラス１６昇降時において、ドアガラス１６が支持されると共に、ドアガラス１６の閉時において、ドアガラス１６のシール性が確保されるようになっている。また、挟持部５２の上壁５２Ａからは、車両上下方向上方へ向かって一対のリップ部５４が延出しており、当該リップ部５４は、フロントサイドドア１０（図５参照）の閉止時に図示しないサイドアウタパネルに接触するようになっている。

（リアフレーム）
次に、リアフレーム２４について説明する。リアフレーム２４は、アルミニウム合金による押出成形により形成されており、図１及び図４に示されるように、内部に中空部２４Ａが設けられたフレーム本体部５６と、当該フレーム本体部５６の車両幅方向外側に設けられた支持部５８と、を備えている。

フレーム本体部５６は車両前後方向に沿った断面形状において台形状を成している。また、フレーム本体部５６は、車両前後方向前部に位置する前壁部５０Ａと、車両前後方向後部に位置する後壁部５０Ｂと、車両幅方向内側に位置する内壁部５０Ｃと、車両幅方向外側に位置する外壁部５０Ｄと、を含んで構成されている。

さらに、フレーム本体部５６における外壁部５０Ｄと内壁部５０Ｃとは、車両前後方向に沿って形成されており、外壁部５０Ｄの前端部と内壁部５０Ｃの前端部とを繋ぐ前壁部５０Ａは、車両幅方向に沿って形成されている。当該外壁部５０Ｄは内壁部５０Ｃよりも長くなるように形成されており、外壁部５０Ｄの後端部と内壁部５０Ｃの後端部とを繋ぐ後壁部５０Ｂは、外壁部５０Ｄ側へ向かうにつれて車両後方側へ傾斜した状態で形成されている。

また、フレーム本体部５６の内壁部５０Ｃの後端部からは、後壁部５０Ｂと略平行となるようにして係止片６０が車両幅方向外側へ向かって延出されている。フレーム本体部５６の外壁部５０Ｄの後端部からは、係止片６０と対向するようにして、係止爪６２が突設されている。この係止爪６２及び係止片６０に、前述のウエザストリップ４２がメインフレーム２２から回り込んだ状態で装着され、当該ウエザストリップ４２の脚部４２Ｂ、４２Ｃがそれぞれ係止される。

また、フレーム本体部５６の車両幅方向外側には、支持部５８が設けられている。支持部５８は、車両前後方向に沿った断面形状が車両前後方向前方側を開口とするＵ字状を成しており、当該支持部５８内にはＵ字状を成すガラスラン６４が装着可能とされている。また、支持部５８において、フレーム本体部５６と共有する外壁部５０Ｄにおける車両幅方向外側には、車両幅方向内側へ向かって凹む係止凹部６６が形成されている。この係止凹部６６にはガラスラン６４に形成された係止凸部６８が係止可能とされており、支持部５８内にガラスラン６４が装着された状態で、係止凹部６６に係止凸部６８が係止される。

また、ガラスラン６４の内面からはリップ部６４Ａが延出されており、ドアガラス１６の表面に対して弾性的に圧接可能とされている。これにより、ドアガラス１６昇降時において、ドアガラス１６が支持されると共に、ドアガラス１６の閉時において、ドアガラス１６のシール性が確保されるようになっている。

さらに、支持部５８における車両幅方向外側に位置する外壁部５８Ａの後端部からは、車両前後方向後方側へ向かって張り出す張出し部７０が設けられており、当該張出し部７０によって、フロントサイドドア１０（図５参照）の閉止時に図示しないサイドアウタパネルに形成されたドア開口部の周縁部が覆われる。

（ジョイント部材）
次に、ジョイント部材７２について説明する。図１及び図２に示されるように、ジョイント部材７２はメインフレーム２２とリアフレーム２４とを連結するための部材である。このジョイント部材７２は側面視で略Ｌ字状に形成されており、アルミニウム合金による鋳造によって形成された中実状とされている。

また、ジョイント部材７２は、メインフレーム２２の車両前後方向後端部において当該メインフレーム２２の中空部２２Ａに圧入される挿入部７４と、リアフレーム２４の車両上下方向上端部において当該リアフレーム２４の中空部２４Ａに圧入される挿入部７６と、を含んで構成されている。このジョイント部材７２が、メインフレーム２２とリアフレーム２４の突き当て部７８に配置可能とされる。

前述のように、メインフレーム２２の中空部２２Ａは、車両上下方向上部に位置する上壁部３０Ａと、車両上下方向下部に位置する下壁部３０Ｂと、車両幅方向内側に位置する内壁部３０Ｃと、車両幅方向外側に位置する外壁部３０Ｄと、を含んで構成された台形状を成している。

このため、挿入部７４には、これらの上壁部３０Ａ、下壁部３０Ｂ、内壁部３０Ｃ、外壁部３０Ｄに、それぞれ対面する上壁面７４Ａ、下壁面７４Ｂ、内壁面７４Ｃ、外壁面７４Ｄが設けられ、これらによって、当該挿入部７４は台形状に形成されている。

また、リアフレーム２４の中空部２４Ａは、車両前後方向前部に位置する前壁部５０Ａと、車両前後方向後部に位置する後壁部５０Ｂと、車両幅方向内側に位置する内壁部５０Ｃと、車両幅方向外側に位置する外壁部５０Ｄと、を含んで構成された台形状を成している。

このため、挿入部７６には、これらの前壁部５０Ａ、後壁部５０Ｂ、内壁部５０Ｃ、外壁部５０Ｄに、それぞれ対面する前壁面７６Ａ、後壁面７６Ｂ、内壁面７６Ｃ、外壁面７６Ｄが設けられ、これらによって、当該挿入部７６は台形状に形成されている。

そして、メインフレーム２２の中空部２２Ａに挿入部７４が圧入され、リアフレーム２４の中空部２４Ａに挿入部７６が圧入された状態で、当該ジョイント部材７２が、メインフレーム２２とリアフレーム２４の突き当て部７８に配置されることになる（図５参照）。

（車両用ドア構造の作用・効果）
図５に示されるように、ジョイント部材７２がメインフレーム２２とリアフレーム２４との突き当て部７８に配置されている。そして、当該ジョイント部材７２の挿入部７４がメインフレーム２２の中空部２２Ａ内へ圧入され、ジョイント部材７２の挿入部７６がリアフレーム２４の中空部２４Ａ内へ圧入されている。つまり、ジョイント部材７２を介して、メインフレーム２２とリアフレーム２４とが一体的に接続されている。

このように、ジョイント部材７２は、メインフレーム２２及びリアフレーム２４に設けられた中空部２２Ａ、２４Ａ内へ挿入されるため、メインフレーム２２及びリアフレーム２４の表面（意匠面）側へ露出しないようにすることができる。したがって、メインフレーム２２とリアフレーム２４とを異なる部材で形成してジョイント部材７２によって接続させることで一体化させるにも拘わらず、見栄えを良くすることができる。

また、一般的に、ドアフレームに中空部が設けられた場合、当該ドアフレームの強度及び剛性は低減される可能性がある。この場合、図６（Ｂ）に示されるように、ドアガラス１００を閉止させる際、メインフレーム１０２にはドアガラス１００からの突き上げ力が作用し、ドアガラス１００を閉じきった状態ではボデー（図示省略）側からの反力を受ける。このため、当該メインフレーム１０２の強度が低減されると、ドアガラス１００を閉じきった状態でメインフレーム１０２は二点鎖線から実線で示す形状に撓み、メインフレーム１０２とリアフレーム１０４との間で成す角度θ２（＞θ１）が大きくなってしまう可能性がある。このような場合、メインフレーム１０２において、車両前後方向でボデーとの見切り幅が変化し、見栄えが良くない。

しかし、本実施形態では、図５に示されるように、メインフレーム２２とリアフレーム２４との突き当て部７８にジョイント部材７２を設け、当該ジョイント部材７２の挿入部７４、７６が、メインフレーム２２の中空部２２Ａ及びリアフレーム２４の中空部２４Ａ内へそれぞれ圧入されている。このため、メインフレーム２２とリアフレーム２４との突き当て部７８における強度及び剛性が向上する。これにより、図６（Ａ）に示されるように、ドアガラス１６の閉じきり時におけるメインフレーム２２の撓みを抑制することができる。

また、上記のように、本実施形態では、ジョイント部材７２によって、メインフレーム２２とリアフレーム２４とが連結され、当該ジョイント部材７２がメインフレーム２２とリアフレーム２４の突き当て部７８に配置されるようにしている。これにより、メインフレーム２２及びリアフレーム２４において、強度及び剛性を向上させることができる。このため、当該メインフレーム２２及びリアフレーム２４をアルミニウム合金などの軽金属で形成することができ、鋼材で形成されたドアフレーム１８と比較してさらに軽量化を図ることができる。また、メインフレーム２２及びリアフレーム２４をアルミニウム合金などの軽金属で形成することによって押出成形による成形が可能となり、鋼材をロール成形した場合と比較して、軽量化及び低コスト化を図ることができる。

さらに、図１及び図２に示されるように、ジョイント部材７２の挿入部７４、７６は、メインフレーム２２の中空部２２Ａ及びリアフレーム２４の中空部２４Ａ内へそれぞれ圧入されることによって、メインフレーム２２とリアフレーム２４とが一体化される。このため、例えば、図示はしないが、メインフレームとリアフレームとをアーク溶接などによって一体化させる場合と比較して、生産性が向上する。

(その他の実施形態）
本実施形態では、メインフレーム２２及びリアフレーム２４をアルミニウム合金で形成したが、アルミニウム又はマグネシウム合金等の軽金属でも良い。また、メインフレーム２２とリアフレーム２４とは材料が異なっていても良い。また、本実施形態では、メインフレーム２２及びリアフレーム２４を押出成形で形成したが、これに限らず引抜き加工など他の加工方法で形成しても良い。さらに、メインフレーム２２及びリアフレーム２４に形成された中空部２２Ａ、２４Ａは、ジョイント部材７２が挿入される部分にのみ形成されても良い。

また、本実施形態では、ジョイント部材７２は、アルミニウム合金によって形成されているが、図７に示されるように、アルミニウム合金の他、アルミニウム、鉄などの金属材料以外に樹脂材料で形成しても良い。また、本実施形態では、ジョイント部材７２は、鋳造によって形成された中実状とされているが、ジョイント部材７２の製造方法として、鋳造以外にも、削りだし加工、プレス加工、ロール成形、射出成形などが挙げられる。なお、製造方法によっては、ジョイント部材７２の形状が中空状となる。具体的な例を挙げると、プレス加工、ロール成形、射出成形による場合である。さらに、本実施形態では、ジョイント部材７２はフレーム（メインフレーム２２及びリアフレーム２４）に対して圧入されているが、これに限るものではない。つまり、圧入による接合の他、ビス締結、溶接、接着、超音波溶着による接合方法が挙げられる。但し、ジョイント部材７２の材料によってその接合方法が異なってくる。このように、ジョイント部材７２は製造方法や接合方法などによって適宜形状の変更は可能である。勿論、メインフレーム２２やリアフレーム２４の形状によっても形状の変更可能である。

さらに、本実施形態では、図５に示されるように、メインフレーム２２と縦柱フレームとしてのリアフレーム２４の突き当て部７８においてジョイント部材７２が設けられているが、さらにメインフレーム２２と縦柱フレームとしてのフロントフレーム２０との突き当て部８０にジョイント部材８２が設けられても良い。

また、本実施形態では、フロントサイドドア１０について説明したが、リアサイドドアについても同様である。なお、図示はしないが、リアサイドドアの場合、メインフレームは可動可能なドアガラス及び固定されたドアガラスの上端部を支持する場合がある。この場合、縦柱フレームとして、フロントフレーム、ディビジョンバー及びリアフレームがメインフレームに連結される。可動ガラスの昇降移動によるメインフレームの撓み変形は、固定ガラス側にも影響を及ぼす可能性があるため、メインフレームとリアフレームとの突き当て部にジョイント部材を設けても良い。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、その主旨を逸脱しない範囲内において上記以外にも種々変形して実施することが可能であることは勿論である。

１０ フロントサイドドア
１６ ドアガラス
１８ ドアフレーム
２０ フロントフレーム（縦柱フレーム）
２２ メインフレーム
２２Ａ 中空部
２４ リアフレーム（縦柱フレーム）
２４Ａ 中空部
７２ ジョイント部材
７８ 突き当て部
８０ 突き当て部
８２ ジョイント部材

Claims (1)

1. ドアフレームの上部を構成すると共に車両上下方向に沿って切断された断面形状が閉じ断面とされて台形状の中空部が形成され、車両前後方向に沿って延在されてドアガラスの上端部を支持するメインフレームと、
   前記ドアフレームの側部を構成すると共に車両前後方向に沿って切断された断面形状が閉じ断面とされて台形状の中空部が形成され、車両上下方向に沿って延在されて前記ドアガラスの側端部を支持する縦柱フレームと、
   側面視でＬ字状を成して前記メインフレーム及び前記縦柱フレームの前記中空部内へ圧入されて当該メインフレームと縦柱フレームとを接続し、前記メインフレームと縦柱フレームとの突き当て部内を跨った状態で配置され外部に露出しないジョイント部材と、
   を有する車両用ドア構造。

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