(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかしながら、軽金属の溶接には高度な技術が要求される。このため、その溶接箇所はより少ない方が好ましい。そして、リベット等の締結部材を用いる場合についてもまた、その締結箇所に比例して工数が増加することから、この点において、なお改善の余地を残すものとなっていた。
【0008】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、高い接続強度を確保しつつ、分割された構成部品の接続作業を容易化することのできる車両用ドアフレーム及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0009】
上記問題点を解決するために、請求項1に記載の発明は、意匠面を構成する外壁部と該外壁部に対向する内壁部とを備えた第1部材と、対向する一対の側壁を有して該各側壁の先端部が前記第1部材の内壁部に接続されることにより前記外壁部よりも車内側となる位置に中空状の構造部を形成する第2部材と、を備え、前記各側壁の先端部には、フランジ部が形成されるとともに、長尺状をなす前記第1部材の内壁部には、その長手方向端部に挿入部を有して内側に前記各側壁のフランジ部を保持可能な一組のフック部が形成され
、前記第1部材及び前記第2部材は、前記各フック部内に前記各側壁の前記フランジ部が挿入された状態で、前記第1部材及び前記第2部材の両端の間で長手方向に沿って湾曲されてなる湾曲部を有する車両用ドアフレームであること、を要旨とする。
【0010】
上記構成によれば、その長手方向に沿ってスライドさせる態様で第1部材(の内壁部)の長手方向端部から第2部材を組み付けることによって、容易に第2部材の各側壁(の先端部)を第1部材の内壁部に接続することができる。また、旋回時に作用する遠心力等、車両の幅方向に作用する応力、即ち第1部材と第2部材とを離反させる内外方向の力を、第1部材側の各フック部及び当該各フック部内に保持された各側壁のフランジ部によって受けることができる。その結果、高い接続強度を確保しつつ、溶接やリベット締結等のような煩雑な接合作業が施される箇所を低減して、その第1部材と第2部材との接続作業を容易化することができる。
【0011】
請求項2に記載の発明は、
前記湾曲部は、前記外壁部及び前記内壁部に交差する方向に湾曲していること、を要旨とする。
【0013】
請求項
4に記載の発明は、前記外壁部と前記内壁部との間にはガラスラン保持部が形成されるとともに、該ガラスラン保持部の開口端側に配置される前記第2部材の第1側壁については、その前記フランジ部が第2側壁側に向かって延設されること、を要旨とする。
【0014】
即ち、第1側壁のフランジ部を第2側壁側に向かって延設することで、その第1側壁を、より内壁部の側縁部(側端部の端)に近い位置に配置することが可能になる。そして、ガラスラン保持部の開口端側に配置される第1側壁については、その対向する第2側壁のようなドア開口部の側端面に対する干渉の問題は存在しない。従って、上記構成によれば、その対向する第2側壁との間隔を広く設定して、これらの各側壁及び内壁部が構成する構造部をより太く(車両前後方向の寸法を長く)することができる。その結果、より高いフレーム剛性を確保することができる。
【0015】
請求項
5に記載の発明は、前記第1部材及び第2部材は、一体に組み付けられることによりドア本体の上方において上下方向に延びる立柱部を構成するものであって、前記第2部材は、前記立柱部が前記ドア本体に組み付けられた状態において該ドア本体に近い部分ほど前記構造部が太くなるように、前記外壁部及び前記内壁部に交差する内外方向の寸法が徐々に変更されてなること、を要旨とする。
【0016】
請求項
3に記載の発明は、
意匠面を構成する外壁部と該外壁部に対向する内壁部とを備えた第1部材と、対向する一対の側壁を有して該各側壁の先端部が前記第1部材の内壁部に接続されることにより前記外壁部よりも車内側となる位置に中空状の構造部を形成する第2部材と、を備え、前記各側壁の先端部には、フランジ部が形成されるとともに、長尺状をなす前記第1部材の内壁部には、その長手方向端部に挿入部を有して内側に前記各側壁のフランジ部を保持可能な一組のフック部が形成され、前記第1部材は、前記外壁部及び前記内壁部に交差する方向に延びる接続壁を備えるともに、前記第2部材は、前記接続壁の延長線上に配置される前記側壁を有する
車両用ドアフレームであること、を要旨とする。
【0017】
上記各構成によれば、その車両取着後における車両内外方向の剛性、即ち旋回時に作用する遠心力等、車両の幅方向に作用する応力に対応した剛性を高めることができる。
請求項6に記載の発明は、意匠面を構成する外壁部と該外壁部に対向する内壁部とを備えた第1部材と、対向する一対の側壁を有して該各側壁の先端部が前記第1部材の内壁部に接続されることにより前記外壁部よりも車内側となる位置に中空状の構造部を形成する第2部材と、を備え、前記各側壁の先端部には、フランジ部が形成されるとともに、長尺状をなす前記第1部材の前記内壁部には、その長手方向端部に挿入部を内側に有して前記各側壁のフランジ部を保持可能な一組のフック部が形成された車両用ドアフレームの製造方法において、前記各フック部内に前記各側壁のフランジ部を挿入する工程と、前記第1部材及び第2部材を長手方向に沿って曲げ加工する工程と、を備えること、を要旨とする。
【0018】
上記構成によれば、その長手方向に沿ってスライドさせる態様で第1部材(の内壁部)の長手方向端部から第2部材を組み付けることによって、容易に第2部材の各側壁(の先端部)を第1部材の内壁部に接続することができる。また、旋回時に作用する遠心力等、車両の幅方向に作用する応力、即ち第1部材と第2部材とを離反させる内外方向の力を、第1部材側の各フック部及び当該各フック部内に保持された各側壁のフランジ部によって受けることができる。更に、その曲げ加工により生ずる各フック部及び各フランジ部の塑性変形によって、その第1部材と第2部材との接続部分を接合する「かしめ効果」を得ることができる。その結果、高い接続強度を確保しつつ、溶接やリベット締結等のような煩雑な接合作業が施される箇所を低減して、その第1部材と第2部材との接続作業を容易化することができる。
【発明の効果】
【0019】
本発明によれば、高い接続強度を確保しつつ、分割された構成部品の接続作業を容易化することができる。
【発明を実施するための形態】
【0021】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図1に示すように、本実施形態の車両ドア1は、図示しない車両ボディに支持されたドア本体2と、このドア本体2の上方に設けられることにより当該ドア本体2の上端から出没する態様で上下動するウィンドガラス3の窓枠を構成するドアフレーム5とを備えている。
【0022】
本実施形態の車両ドア1は、図示しない車両側面のドア開口部に設けられたサイドドアであり、ドア本体2は、その前部に固定されたドアヒンジ(図示略)を介して車両ボディに支持されている。そして、車両ドア1は、そのドアヒンジを支点として回動することにより、ドア開口部を開閉することが可能となっている。
【0023】
また、本実施形態のドアフレーム5は、ドア本体2の後方上端部2aから上方に延設された立柱部10と、この立柱部10の上端10aとドア本体2の前方上端部2bとの間を接続する略弓型の上縁部11とを有している。そして、これら立柱部10及び上縁部11が形成する窓枠の内周には、ウィンドガラス3の上下動を許容しつつ液密に当該ウィンドガラス3を保持可能なガラスラン(20)が設けられている。
【0024】
詳述すると、
図2及び
図3に示すように、本実施形態のドアフレーム5を構成する立柱部10は、その意匠面Sを構成する外壁部21と、この外壁部21よりも車内側(
図2
中、下側)となる位置において当該外壁部21に対向する内壁部22とを備えている。また、本実施形態では、これら外壁部21及び内壁部22は、当該外壁部21及び内壁部22に交差する板状の接続壁23を介して連結されている。尚、本実施形態では、内壁部22は、接続壁23の内端部23aから車両前方側に配置される方向(
図2中、左側)に延設されている。そして、上記ガラスラン20は、これら外壁部21と内壁部22との間に形成されたガラスラン保持部25内に保持されている。
【0025】
尚、本実施形態では、上縁部11もまた、立柱部10と同様に、意匠面Sを構成する外壁部21と当該外壁部21に対向する内壁部22とを備えた二重構造を有している。そして、その外壁部21と内壁部22との間のガラスラン保持部25内にガラスラン20を保持する構成となっている。
【0026】
また、本実施形態のドアフレーム5(立柱部10)は、上記内壁部22を周壁の一部に含んで中空状に形成された構造部26を備えている。具体的には、この構造部26は、よりドア本体2に近い部分ほど、即ちその下方側ほど太くなるように、最も車内側に配置される部分から上記内壁部22における最も外壁部21側に近い部分までの寸法(内外方向の寸法L)が徐々に拡大するように形成されている。そして、本実施形態では、これにより、その車両取着後における車両内外方向の剛性(
図2中、上下方向の剛性)、即ち旋回時に作用する遠心力等、車両の幅方向に作用する応力に対応した剛性を高める構成となっている。
【0027】
更に、内壁部22は、接続壁23の内端部23aから車両後方側に配置される方向(同
図2中、右側)にも延設されており、その先端部分(第2側端部54B)には、外壁部21側に向かって突出する突部28が設けられている。また、外壁部21にも、この突部28に対向して車内側(
図2中、下側)に突出する突部29が形成されている。そして、本実施形態では、これらの突部28,29によって、その車両ドア1とドア開口部の側端面32との間に介在されるシール部材、即ちウェザーストリップ30の保持部(ウェザーストリップ保持部31)が形成されている。
【0028】
次に、本実施形態におけるドアフレームの分割構造及び分割された構成部品の接続構造について説明する。
図2及び
図3に示すように、本実施形態のドアフレーム5(立柱部10)は、上記外壁部21、内壁部22及び接続壁23が一体に形成された第1部材41と、当該第1部材41に対して一体に組み付けられることにより外壁部21よりも車内側(
図2中、下側)となる位置に中空状の構造部26を形成する第2部材42とに分割して形成されている。
【0029】
詳述すると、本実施形態の第2部材42は、基壁44の両側端部(
図2中、左右方向の端部)から当該基壁44に交差する方向に延設されることにより互いに対向して配置された一対の側壁45(45A,45B)を有する断面略U字状の外形を有している。また、第2部材42は、そのドアフレーム5が立柱部10としてドア本体2に組み付けられた状態において、当該ドア本体2に近い部分ほど構造部26が太くなるように、外壁部21及び内壁部22に交差する内外方向の寸法L´、つまり基壁44に交差する方向における各側壁45の長さが徐々に変更された徐変形状を有している。尚、本実施形態では、第1部材41は、軽金属(アルミ合金等)を素材として押出加工により形成され、第2部材42は、軽金属(アルミ合金等)を素材としてプレス加工により形成される。そして、第2部材42は、その両側壁45の先端部(45a,45b)が第1部材41の内壁部22に接続されることにより、上記のように当該内壁部22を周壁の一部に含んだ中空状の構造部26を形成するように構成されている。
【0030】
さらに詳述すると、各側壁45の先端部45a,45bには、それぞれ、当該各側壁45に交差する方向に延設されたフランジ部50(50A,50B)が形成されている。本実施形態では、これらの各フランジ部50(50A,50B)は、ともに車両後方側(
図2中、右側)に向かって延設されている。そして、第1部材41の内壁部22には、上記各側壁45のフランジ部50(50A,50B)を内側に保持可能な一組のフック部51(51A,51B)が設けられている。
【0031】
具体的には、第1部材41の内壁部22において車両前方側(
図2中、左側)に配置される第1側端部54Aには、その外壁部21との対向面22a側(
図2中、上側)に延びる端壁部55が形成されている。そして、同じく車両前方側に配置される第2部材42の第1側壁45Aは、その車両後方側に延びるフランジ部50Aが端壁部55の先端に掛合可能な状態で、当該端壁部55の壁面55sに沿うように配置される。
【0032】
また、
図2に示すように、内壁部22は、その第1側端部54Aに、上記端壁部55の先端から車両後方側に延びる内延部56aと当該内延部56aの先端から略U字状に折り返されて車両前方側に延びる外延部56bとを有して車両内外方向(
図2中、上下方向)に第1側壁45A側のフランジ部50Aを挟み込み可能な折返部56を備えている。更に、内壁部22は、上記外延部56bの先端から第1側壁45Aに沿って反対向面22b側(
図2中、下側)に延びる先端折曲部57を備えている。そして、本実施形態では、これらの折返部56及び先端折曲部57によって、その内側にガラスラン保持部25の開口端25a側(
図2中、左側)に位置する第1側壁45A側のフランジ部50Aを保持可能なフック部51Aが形成されている。
【0033】
一方、
図2及び
図3に示すように、車両後方側に配置される第2部材42の第2側壁45Bは、上記のように外壁部21及び内壁部22に交差する方向(車両内外方向)に延設された接続壁23の延長線上に配置される。そして、フック部51Bは、内壁部22の第2側端部54Bから反対向面22b側に折り返されることにより、車両内外方向(
図2中、上下方向)において、その内側に第2側壁45B側のフランジ部50Bを挟み込み可能な形状を有している。
【0034】
更に、内壁部22には、第2側壁45Bに沿うように反対向面22b側に突出する補助壁58が形成されている。そして、本実施形態では、これにより、確実に、そのフック部51Bの内側に、第2側壁45Bの先端部45bを保持する構成となっている。
【0035】
次に、上記のように構成されたドアフレーム5の製造工程における作用(第1部材と第2部材との接続工程の処理手順)について説明する。
本実施形態の第2部材42は、その長手方向、即ちドアフレーム5として延在される長さ方向に沿ってスライドする態様で、第1部材41に組付けられる。即ち、本実施形態の第1部材41は、押出加工により一体に形成される。このため、その長尺状をなす第1部材41の長手方向端部を構成する内壁部22には、その長手方向端部22xに各フック部51(51A,51B)内に連通する開口部60が形成される。尚、第1側壁45A側のフランジ部50Aは、プレス加工により第1部材41の他の部分を形成した後、折曲加工を行うことにより形成される。本実施形態では、その内壁部22の長手方向端部22xに形成された開口部60を挿入部Xとして、各フック部51(51A,51B)内に各側壁45(45A,45B)のフランジ部50(50A,50B)を挿入する。そして、第2部材42は、これにより、その各側壁45の先端部45a,45bが、第1部材の内壁部22に接続される構成となっている。
【0036】
また、
図4に示すように、本実施形態では、このようにして第1部材41及び第2部材42を組み付けた後、その長手方向に沿って曲げ加工を行うことにより、ドアフレーム5(立柱部10)としての外形が整えられる。即ち、本実施形態の第1部材41及び第2部材42は、各フック部51(51A,51B)内に各側壁45(45A,45B)のフランジ部50(50A,50B)が挿入された状態で、長手方向に沿って曲げ加工可能に構成されている。尚、本実施形態では、その外壁部21及び内壁部22に交差する方向(車両内外方向)に湾曲するように、第1部材41及び第2部材42の曲げ加工が行われる(但し、
図4は、説明の便宜上、その湾曲が強調された記載となっている)。そして、この曲げ加工により生ずる各フック部51(51A,51B)及び各フランジ部50(50A,50B)の塑性変形によって「かしめ効果」を得ることで、これら各フック部51(51A,51B)及び各フランジ部50(50A,50B)を接合する構成になっている。
【0037】
即ち、
図5のフローチャートに示すように、ドアフレーム5を構成する第1部材41及び第2部材42の組み付けは、先ず、その長手方向に沿って第2部材42をスライドさせる態様で、各フック部51(51A,51B)内に各側壁45(45A,45B)のフランジ部50(50A,50B)を挿入することにより行われる(ステップ101)。そして、その各フック部51(51A,51B)内に各側壁45(45A,45B)のフランジ部50(50A,50B)が挿入された状態で、第1部材41及び第2部材42を曲げ加工することにより、そのドアフレーム5(立柱部10)としての外形を整えるとともに、第1部材41と第2部材42との接続部分を接合するようになっている。
【0038】
以上、本実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
(1)ドアフレーム5は、意匠面を構成する外壁部21と当該外壁部21に対向する内壁部22とを備えた第1部材41と、対向する一対の側壁45を有して当該各側壁45の先端部45a,45bが第1部材41の内壁部22に接続されることにより、外壁部21よりも車内側となる位置に中空状の構造部26を形成する第2部材42とを備える。また、各側壁45の先端部45a,45bには、それぞれ、フランジ部50(50A,50B)が形成される。そして、長尺状をなす第1部材41の内壁部22には、その長手方向端部22xに挿入部Xを有して内側に各側壁45のフランジ部50(50A,50B)を保持可能な一組のフック部51(51A,51B)が形成される。
【0039】
上記構成によれば、その長手方向に沿ってスライドさせる態様で第1部材41(の内壁部22)の長手方向端部22xから第2部材42を組み付けることによって、容易に第2部材42の各側壁45(の先端部45a,45b)を第1部材41の内壁部22に接続することができる。また、旋回時に作用する遠心力等、車両の幅方向に作用する応力、即ち第1部材41と第2部材42とを離反させる内外方向の力を、第1部材41側の各フック部51(51A,51B)及び当該各フック部51(51A,51B)内に保持された各側壁45(45A,45B)のフランジ部50(50A,50B)によって受けることができる。その結果、高い接続強度を確保しつつ、溶接やリベット締結等のような煩雑な接合作業が施される箇所を低減して、その第1部材41と第2部材42との接続作業を容易化することができる。
【0040】
(2)本実施形態の第1部材41及び第2部材42は、各フック部51(51A,51B)内に各側壁45(45A,45B)のフランジ部50(50A,50B)が挿入された状態で、長手方向に沿って曲げ加工可能に構成される。
【0041】
上記構成によれば、第1部材41と第2部材42とを組付けた後に、そのドアフレーム5(立柱部10)としての外形を整えることができる。そして、その曲げ加工により生ずる各フック部51(51A,51B)及び各フランジ部50(50A,50B)の塑性変形によって、その第1部材41と第2部材42との接続部分を接合する「かしめ効果」を得ることができる。その結果、その第1部材41と第2部材42との接続作業を更に容易化することができる。
【0042】
(3)外壁部21と内壁部22との間にはガラスラン保持部25が形成される。そして、ガラスラン保持部25の開口端25a側に配置される第1側壁45Aについては、そのフランジ部50Aが第2側壁45B側に向かって延設される。
【0043】
即ち、第1側壁45Aのフランジ部50Aを第2側壁45B側に向かって延設することで、その第1側壁45Aを、より内壁部22の側縁部(第1側端部54Aの端)に近い位置に配置することが可能になる。そして、ガラスラン保持部25の開口端25a側に配置される第1側壁45Aについては、その対向する第2側壁45Bのようなドア開口部の側端面32に対する干渉の問題は存在しない。従って、上記構成によれば、その対向する第2側壁45Bとの間隔を広く設定して、これらの各側壁45(45A,45B)及び内壁部22が構成する構造部26をより太く(車両前後方向の寸法を長く)することができる。その結果、より高いフレーム剛性を確保することができる。
【0044】
(4)第1部材41及び第2部材42は、一体に組み付けられることによりドア本体2の上方において上下方向に延びるドアフレーム5の立柱部10を構成する。そして、第2部材42は、そのドアフレーム5が立柱部10としてドア本体2に組み付けられた状態において、当該ドア本体2に近い部分ほど構造部26が太くなるように、外壁部21及び内壁部22に交差する内外方向の寸法L´、つまり基壁44に交差する方向における各側壁45の長さが徐々に変更された徐変形状を有する。
【0045】
上記構成によれば、その車両取着後における車両内外方向の剛性、即ち旋回時に作用する遠心力等、車両の幅方向に作用する応力に対応した剛性を高めることができる。
(5)第2部材42の第2側壁45Bは、外壁部21及び内壁部22に交差する方向(車両内外方向)に延設された接続壁23の延長線上に配置される。これにより、車両内外方向の剛性を更に高めることができる。
【0046】
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、外壁部21の外表面が直接的に意匠面Sを構成することとしたが、当該外壁部21がカバー等によって覆われることにより、そのドアフレーム5の意匠面Sが形成される構成であってもよい。
【0047】
・上記実施形態では、第2部材42は、そのドアフレーム5が立柱部10としてドア本体2に組み付けられた状態において、当該ドア本体2に近い部分ほど構造部26が太くなるように、外壁部21及び内壁部22に交差する内外方向の寸法が徐々に変更された徐変形状を有することとした。しかし、これに限らず、このような徐変形状を第1部材41が有する構成であってもよい。更に、例えば、構造部26や接続壁23に、リブ等のような押出加工の難しい形状を有するものに具体化してもよい。そして、このような徐変形状やリブ形状等といった押出加工の難しい形状が設定されていない構成についても、これを排除しない。
【0048】
・また、上記実施形態では、ドアフレーム5の分割構造及び分割された構成部品の接続構造を、その立柱部10を構成する部分に具体化したが、上縁部11を構成する部分に適用してもよい。
【0049】
・上記実施形態では、第1部材41と第2部材42とを組付けた後に、その長手方向に沿って曲げ加工をすることにより、ドアフレーム5(立柱部10)としての形状を整える。そして、その曲げ加工により生ずる各フック部51(51A,51B)及び各フランジ部50(50A,50B)の塑性変形によって、その第1部材41と第2部材42との接続部分を接合する「かしめ効果」を得ることとした。
【0050】
しかし、これに限らず、その接合方法については、第1部材41の内壁部22と第2部材42の側壁45との接続部分、即ち第1部材41側の各フック部51(51A,51B)及び当該各フック部51内に保持された各側壁45(45A,45B)のフランジ部50(50A,50B)を、直接的にかしめる構成であってもよい。また、リベット等を用いた締結であってもよく、溶接であってもよい。即ち、煩雑な接合作業を要する場合であっても、その接合箇所が低減されることにより第1部材41と第2部材42との接続作業が容易化になるという点で、一定の効果を得ることができる。
【0051】
・また、上記実施形態では、その外壁部21及び内壁部22に交差する方向(車両内外方向)に湾曲するように、第1部材41及び第2部材42の曲げ加工が行われることとした。しかし、これに限らず、接続壁23に交差する方向(車両前後方向)に湾曲するように、第1部材41及び第2部材42について曲げ加工を行う構成に適用してもよい。この場合、その車両前後方向の曲げ加工によっても、当該曲げ加工により生ずる各フック部51(51A,51B)及び各フランジ部50(50A,50B)の塑性変形によって、第1部材41と第2部材42との接続部分を接合する「かしめ効果」が得られるように各フック部51の形状を設計するとよい。
【0052】
即ち、各フック部51の形状については、その長手方向端部22xに挿入部Xを有して各側壁45のフランジ部50(50A,50B)を内側に保持可能であれば、任意に変更してもよい。そして、第1部材41と第2部材42とを組付けた後に曲げ加工を行わない構成、つまりドアフレームにおける直線的な部分について適用する場合についても、これを排除しない。
【0053】
・上記実施形態では、各側壁45(45A,45B)のフランジ部50(50A,50B)は、ともに車両後方側(
図2中、右側)に向かって延設されることとした。しかし、その延伸方向については、任意に変更してもよい。例えば、
図6に示すように、第1側壁45Aのフランジ部50Aが車両前方側(同図中、左側)に延設された構成であってもよい。また、
図7に示すように、第2側壁45Bのフランジ部50Bが車両前方側に延設された構成であってもよい。そして、上記実施形態とは反対に、両フランジ部50(50A,50B)が、ともに車両前方側に向かって延設された構成についてもまた、これを排除しない。