專利名稱：車門構造體及其制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及車門構造體及其制造方法，尤其涉及應對前后部碰撞、側(cè)部碰撞的車 門構造體及其制造方法。
背景技術：
作為汽車的側(cè)門使用的車門構造體由車室外側(cè)的外板和車室內(nèi)側(cè)的內(nèi)板構成。有 一種車門構造體，為了加固，將前端、后端分別連接到內(nèi)板的前部、后部，并安裝在車身前后 方向上延伸的被稱為門橫梁的加固橫梁。關于門橫梁，提出了由與內(nèi)板一起形成為箱形截 面形狀的槽形鋼制成的部件、橫截面形狀為雙峰帽子狀的部件、由管材制成的部件等各種 部件(例如，專利文獻1、2、3)。上述那樣的橫截面形狀的門橫梁作為門的前后方向的負載傳遞梁發(fā)揮功能，在前 部碰撞時，將碰撞負荷(前后軸負荷)從前柱(A柱)向中柱(B柱)傳遞來抑制形成于車 身上的門開口部的變形，在側(cè)部碰撞時，通過橫截面形狀被壓潰地變形(塑性變形)吸收碰 撞負荷來確保車室內(nèi)空間。專利文獻1 日本專利第3989373號公報專利文獻2 日本特開2005-126018號公報專利文獻3 日本特開2006-21744號公報在上述現(xiàn)有技術中，通常，門橫梁由與內(nèi)板分體的部件構成，在門橫梁配置部中， 內(nèi)板和門橫梁重疊，設置尺寸越大的門橫梁，材料費越高，重量也增加。由槽形鋼構成的門橫梁或橫截面形狀為雙峰帽子狀的門橫梁，在側(cè)部碰撞時，通 過橫截面形狀被壓潰成扁平那樣的變形來吸收碰撞負荷，有助于確保側(cè)部碰撞時的車室內(nèi) 空間，但截面一次矩為零的軸上存在的圖心和作用于門橫梁上的力的方向不一致。因此，在 前部碰撞時，通過碰撞負荷，在門橫梁上作用彎曲力矩，門橫梁彎曲，不能良好地向車身后 部方向進行負荷傳遞(負載傳遞load pass)。由管材構成的門橫梁中，通過適當?shù)刂С衅鋬奢S線方向端，能夠使圖心和橫截面 形狀的中心一致，在這樣的情況下，在前部碰撞時，不會因碰撞負荷產(chǎn)生彎曲力矩，但與由 槽形鋼等形成的結(jié)構相比，對于側(cè)部碰撞時的碰撞負荷難以變形，難以良好地進行側(cè)部碰 撞時的能量吸收。另外，任一種結(jié)構中，直接將門橫梁安裝在內(nèi)板上的情況下，在前部碰撞時，前后 軸負荷作用在門上的位置和門橫梁的橫截面中心錯位，前后軸負荷的傳遞效率差。另外，包 括由槽形鋼等構成的門橫梁，以往的門橫梁對于側(cè)部碰撞來說容易產(chǎn)生壓潰殘余，存在不 能充分地進行側(cè)部碰撞時的能量吸收的情況。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于這樣的現(xiàn)有技術的問題，本發(fā)明的主要目的是提供一種車門構造體，在車門 構造體中，避免并降低因追加門橫梁而導致的材料成本高、重量增加的問題，能夠良好地進行前部碰撞時的碰撞負荷的傳遞，而且，能夠充分地進行側(cè)部碰撞時的能量吸收。本發(fā)明的第二目的是提供能夠有效且經(jīng)濟地應對任意前部碰撞、后部碰撞及側(cè)部 碰撞的車門構造體。該目的至少一部分是如下實現(xiàn)的，根據(jù)本發(fā)明，提供一種車門構造體，包含車室外 側(cè)的外板和車室內(nèi)側(cè)的內(nèi)板，其特征在于，所述內(nèi)板具有在車身前后方向及上下方向上延 伸的主面，車身前后方向上延伸的橫梁構件被接合在所述內(nèi)板上，所述橫梁構件的橫截面 的圖心與所述主面大致匹配。這樣，對門作用有前后方向力時，該力沿內(nèi)板的主面被傳遞，橫梁構件能夠不受到 彎曲力矩地傳遞前后方向力，不會發(fā)生壓曲。因此，如果是前部碰撞或者后部碰撞，碰撞的 沖擊力有效地被傳遞至車身的相鄰部分。這里所謂的“主面”，不是內(nèi)板的幾何學的主面，而 是根據(jù)需要，在車身的前部和后部之間沿前后方向力被傳遞的方向的假想的面。尤其，如果所述橫梁構件的橫截面具有S字形橫截面形狀部分，則因不具有閉截 面，能夠更好地吸收側(cè)部碰撞的沖擊力。尤其，橫梁構件不會與內(nèi)板協(xié)作地構成雙層壁部分 或閉截面，而是具有S字形橫截面形狀部分，則通過側(cè)部碰撞時的碰撞負荷，不會有壓潰殘 余地容易壓潰變形成扁平狀，從而能夠充分地進行側(cè)部碰撞時的能量吸收。另外，橫梁構件 及內(nèi)板不是相互冗長地重合，從而能夠削減成本及重量。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，所述S字形橫截面形狀部分是將橫截面形狀為二字形 的槽形狀左右顛倒，構成為上下二層連續(xù)的形狀。通常，所述橫梁構件作為所述內(nèi)板的上緣 的延長部形成。如果在所述S字形橫截面形狀部分的車室內(nèi)側(cè)，還具有在其上緣及下緣之間沿上 下延伸的內(nèi)罩板，則橫梁構件與內(nèi)板協(xié)作地形成閉截面，能夠通過適當?shù)剡x擇橫梁構件及 內(nèi)板的形狀、材料及厚度，來根據(jù)期望實現(xiàn)包含橫梁構件及內(nèi)板在內(nèi)的組件針對前部碰撞 及側(cè)部碰撞的機械特性。如果在所述S字形橫截面形狀部分的車室內(nèi)側(cè)，還具有在其上緣及下緣之間沿上 下延伸且成為所述內(nèi)板的上緣的延長部的內(nèi)罩板，則能夠減少零件數(shù)量，實現(xiàn)制造及材料 成本的節(jié)減。根據(jù)本發(fā)明的其他實施例，所述S字形橫截面形狀部分具有在沿其垂直方向延伸 的部分內(nèi)設置的作業(yè)孔。這樣的作業(yè)孔提供例如為了在外板上安裝車門后視鏡所必需的通道。這樣的孔在與橫梁構件的棱線重合的情況下，會損害橫梁構件傳遞前后方向力的 能力。因此，至少設置有所述作業(yè)孔的所述垂直方向延伸部分與其前后相鄰的部分相比，在 上下被擴大，這樣就能夠?qū)⒆鳂I(yè)孔限定在垂直方向延伸部分內(nèi)。即，能夠使垂直方向延伸部 分具有能夠設置所需要的大小的作業(yè)孔的、充分的上下方向的寬度。通常，至少還可以在與所述作業(yè)孔相對的部分，在所述S字形橫截面形狀部分的 車室內(nèi)側(cè)還具有在其上緣及下緣之間沿上下延伸的內(nèi)罩板。為了使組裝工序簡化，作為所述橫梁構件的坯件，可以將扁平帶狀的板材焊接在 所述內(nèi)板上，焊接后，將所述板材沖壓成形為S字形橫截面形狀。另外，橫梁構件能夠作為 將門框安裝到內(nèi)板上時的位置基準進行利用。


圖1是表示適用了本發(fā)明的車門構造體的汽車的一個實施方式的立體圖。圖2是表示拆下外板并從車身外側(cè)觀察本發(fā)明的車門構造體的一個實施方式的 主視圖。圖3是沿圖2的線III-III的剖視圖。圖4是用于對本實施方式的車門構造體中的側(cè)部碰撞進行說明的說明圖。圖5是本實施方式的車門構造體中的主要部分的局部俯視剖視圖。圖6是本實施方式的車門構造體中的主要部分的局部立體圖。圖7是表示本發(fā)明的第二實施方式的主要部分的、與圖4同樣的圖。圖8是表示本發(fā)明的第三實施方式的主要部分的、與圖4同樣的圖。圖9是表示本發(fā)明的車門構造體的第四實施方式的主要部分的立體圖。圖10是沿圖9的線X-X的剖視圖。圖11是沿圖9的線XI-XI的剖視圖。圖12是表示本發(fā)明的第五實施方式的主要部分的、與圖11同樣的圖。
具體實施例方式以下，參照圖1 圖6說明本發(fā)明的車門構造體的第一實施方式。圖1是表示適用了本發(fā)明的車門構造體的汽車。在圖1中，標記1表示車身整體， 標記3表示前輪，標記5表示后輪，標記7表示前側(cè)門，標記9表示后側(cè)門，標記11表示后車門。本發(fā)明的車門構造體能夠適用于前側(cè)門7、后側(cè)門9的任何一個，但在本實施方式 中，只對適用于左側(cè)的前側(cè)門7的情況進行說明。如圖2 圖6所示，前側(cè)門7由車室外側(cè)的外板13和車室內(nèi)側(cè)的內(nèi)板15構成。風 擋玻璃31以能夠上下移動的方式被收納在外板13和內(nèi)板15之間的空間中。內(nèi)板15通過門鉸鏈33被安裝在A柱35上。在A柱35的車身前側(cè)連接有從A柱 部分向車身前方延伸的前上部構件37。在內(nèi)板15上安裝有沿車身前后方向延伸的橫梁構件21，內(nèi)板15的上緣側(cè)只由橫 梁構件21構成。橫梁構件21具有具有大致鉛直的板面且沿車身前后方向延伸并劃分出垂直的 主面的下部平板部21A ；沿車身前后方向延伸并劃分出垂直的主面的上部平板部21F ；位于 下部平板部21A和上部平板部21F之間并沿車身前后方向延伸的S字形橫截面形狀部21G。橫梁構件21中，下部平板部21A被MIG焊接在內(nèi)板15的上緣(上凸緣)15A上， 前端部(前緣)21B被MIG焊接在內(nèi)板15的前部門框17上，后端部(后緣)21C被MIG焊 接在內(nèi)板15的后部門框19上。由此，橫梁構件21中，將下緣、前緣、后緣這三邊牢固地連 結(jié)在內(nèi)板15上。內(nèi)板15與通常的部件相比，其上下寬度縮短橫梁構件21的上下寬度的量，在內(nèi)板 15的上緣15A上，以接長內(nèi)板15的方式安裝有橫梁構件21。由此，內(nèi)板15的上緣側(cè)只由 橫梁構件21構成，前側(cè)門7的車窗開口 40的下緣只通過橫梁構件21的上部平板部21F被 劃分。
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橫梁構件21的S字形橫截面形狀部21G是將橫截面形狀為二字形的兩個槽形狀 部21D、21E左右顛倒并構成為上下兩層連續(xù)的形狀，截面一次矩為零的軸上存在的圖心C 位于內(nèi)板15的主面上。通常，作用在內(nèi)板15上的前后方向力沿其主面即垂直壁部分被傳 遞。橫梁構件21通過S字形橫截面形狀部21G形成為含有在前部門框17和后部門框 19之間連續(xù)的六個彎曲棱線a f的形狀，并作為前側(cè)門7的前后方向的負載傳遞構件有 效地發(fā)揮功能。如上所述，在內(nèi)板15的上緣15A上，以接長內(nèi)板15的方式安裝有橫梁構件21，由 此，內(nèi)板15的上緣側(cè)只由橫梁構件21構成，除了由內(nèi)板15的上緣15A和橫梁構件21的下 部平板部21A形成的焊接余量部分以外，內(nèi)板15不與橫梁構件21構成雙層構造。由此，實 現(xiàn)材料成本的削減，避免了重量增加。另外，由于內(nèi)板15的上緣側(cè)由橫梁構件21構成，所以，如圖5的箭頭線F所示，減 小了在前部碰撞時前后軸負荷作用于前側(cè)門7上的位置和門橫梁21的圖心C在車寬方向 上的錯位，或者能夠使前后軸負荷作用于門上的位置和門橫梁21的橫截面中心C 一致地對 準。由此，改善了前部碰撞時的前后軸負荷從A柱35向B柱(省略圖示)的傳遞效率。另外，由于橫梁構件21不是與內(nèi)板15的雙層構造，也不是箱形截面，而是由一塊 板形成為S字形橫截面形狀，所以，如圖4所示，通過側(cè)部碰撞(側(cè)碰)時的碰撞負荷，會在 上下延展而沒有壓潰殘余，容易被壓潰變形為扁平。該壓潰變形能夠達到橫梁構件21的板 厚的量。由此，能夠充分進行側(cè)部碰撞時的能量吸收，能夠良好地確保側(cè)部碰撞時的車室內(nèi) 空間。而且，橫梁構件21為圖心C與前部碰撞時作用有前后方向力的方向相互一致那樣 的S字形橫截面形狀，由此，在前部碰撞時，不會因碰撞負荷而在該橫梁構件21上作用彎曲 力矩，而是能夠單純地將軸力良好地向車身后部方向進行負荷傳遞。由此，前部碰撞時的前 后軸負荷的傳遞效率被改善。上述內(nèi)板15和橫梁構件21的組裝體以如下方式形成，作為橫梁構件21的坯件， 將扁平帶狀的板材的下緣21A相當部焊接在內(nèi)板15的上緣(上凸緣)15A上，該焊接后，將 所述板材沖壓成形為S字形橫截面形狀，并完成。之后，將橫梁構件21的前緣21B、后緣21C 焊接在前部門框17、后部門框19上即可。根據(jù)該制造方法，能夠減少安裝作業(yè)、定位作業(yè)，提高生產(chǎn)效率。此外，該情況下， 橫梁構件21成為設置于內(nèi)板15上的前部、后部門框17、19的安裝基準。圖7表示本發(fā)明的第二實施方式。在圖7中，對與所述實施方式的部分對應的部 分標注同樣的附圖標記，并省略其說明。在本實施方式中，具有帽形的橫截面的內(nèi)罩板24 安裝在橫梁構件21的內(nèi)表面。詳細地說，內(nèi)罩板24具有與橫梁構件21的上部平板部21F 重合的上側(cè)凸緣；與橫梁構件21的下部平板部21A及內(nèi)板15的上緣15A重合的下側(cè)凸緣。 內(nèi)罩板24也可以與門的其他部分同樣地由鋼板形成。該情況下，相互重合的部分通過MIG 焊接、點焊接等相互接合。根據(jù)需要，如果內(nèi)罩板24為具有規(guī)定的機械強度及剛性的構件， 也可以由其他材料形成。這樣，內(nèi)罩板24及橫梁構件21相互協(xié)作地形成閉截面，由此，使由橫梁構件21及 內(nèi)罩板24構成的組件應對前后方向力進行加固，并能夠使其適應側(cè)部碰撞的橫向負荷。內(nèi)
6罩板24的前后方向長度與橫梁構件21的全長相等，也可以只在其某一部分的長度上設置。圖8表示本發(fā)明的第三實施方式。在圖8中，對與所述實施方式的部分對應的部 分標注同樣的附圖標記，并省略其說明。在本實施方式中，內(nèi)罩板15B作為內(nèi)板15的上緣 15A的延長部設置。除此以外，與上述實施方式相同。根據(jù)本實施方式，削減了零件數(shù)量，能 夠降低材料費及制造費。圖9 圖11表示本發(fā)明的第四實施方式。在圖8 圖11中，對與所述實施方式 的部分對應的部分標注同樣的附圖標記，并省略其說明。在本實施方式中，橫梁構件21的S字形橫截面形狀部21G，尤其是槽形狀部21D， 以在圖示的實施方式中的橫梁構件21的前部能觀察到的方式，在前后方向上局部地具有 上下擴寬部分22，該上下擴寬部分22具有上下擴寬的寬度h。在上下擴寬部分22上設置 有用于進行組裝作業(yè)的作業(yè)孔23。作業(yè)孔23用于在將車門后視鏡45 (參照圖1)以外殼安裝(skinmoimt)式安裝在 前側(cè)門7的外板13上時，從車身內(nèi)側(cè)提供針對外板13的通道。作業(yè)孔23以不被棱線a f中的任意一條橫切的方式安裝在上下擴寬部分22上，所以，作業(yè)孔23不會損害作為負載 傳遞部件的橫梁構件21的功能。圖12表示對所述本發(fā)明的第四實施方式進行少許變更后的第五實施方式。在圖 12中，對與所述實施方式的部分對應的部分標注同樣的附圖標記，并省略其說明。在本實施方式中，具有帽形的橫截面的內(nèi)罩板25被安裝在橫梁構件21的內(nèi)表面。 詳細地說，內(nèi)罩板25具有與橫梁構件21的上部平板部21F重合的上側(cè)凸緣；與橫梁構件 21的下部平板部21A及內(nèi)板15的上緣15A重合的下側(cè)凸緣。內(nèi)罩板25可以由塑料、金屬 等構成，能夠根據(jù)組裝、修理等目的，并根據(jù)需要拆卸。內(nèi)罩板25具有阻斷從作業(yè)孔23傳 遞的噪音并阻止通過了作業(yè)孔23的水分侵入車室內(nèi)的作用。根據(jù)要求，也可以在橫梁構件 21的較低的部分上設置排水孔26，將進入橫梁構件21和內(nèi)罩板25之間的空間內(nèi)的水分， 向外板13與橫梁構件21或內(nèi)板15之間的空間排出。另外，將內(nèi)罩板25經(jīng)由適當?shù)拿芊饧惭b在橫梁構件21的上部平板部21F及內(nèi) 板15的上緣15A上，由此，即使在內(nèi)板15的上緣15A和橫梁構件21的下部平板部21A之 間的焊接部分對水分浸入的密封性能不良的情況下，也能夠通過內(nèi)罩板25阻止該水分進 入車室內(nèi)。以上，結(jié)束了具體的實施方式的說明，但本發(fā)明只要對本領域技術人員來說能夠 容易理解，就不限于上述實施方式和變形例，能夠進行較廣地變形實施。本申請的基于巴黎公約的主張優(yōu)先權的基礎申請的全部內(nèi)容及在本申請中引用 的現(xiàn)有技術的全部內(nèi)容，及其涉及的內(nèi)容作為本申請說明書的一部分。附圖標記的說明1 車身3 前輪5 后輪7前側(cè)門9后側(cè)門11后車門
13外板
15內(nèi)板
17前部門框
19后部門框
21橫梁構件
2IA下部平板部
2IB前端部
21C后端部
21D、21E槽形狀部
2IF上部平板部
21G S字形橫截面形狀部
35A柱8
權利要求
一種車門構造體，包含車室外側(cè)的外板和車室內(nèi)側(cè)的內(nèi)板，其特征在于，所述內(nèi)板具有在車身前后方向及上下方向上延伸的主面，車身前后方向上延伸的橫梁構件被接合在所述內(nèi)板上，所述橫梁構件的橫截面的圖心與所述主面大致匹配。
2.如權利要求1所述的車門構造體，其特征在于，所述橫梁構件的橫截面具有S字形橫 截面形狀部分。
3.如權利要求2所述的車門構造體，其特征在于，所述S字形橫截面形狀部分是將橫截 面形狀為二字形的槽形狀左右顛倒，并構成為上下二層連續(xù)的形狀。
4.如權利要求2所述的車門構造體，其特征在于，所述橫梁構件作為所述內(nèi)板的上緣 的延長部形成。
5.如權利要求4所述的車門構造體，其特征在于，在所述S字形橫截面形狀部分的車室 內(nèi)側(cè)，還具有在其上緣及下緣之間沿上下延伸的內(nèi)罩板。
6.如權利要求2所述的車門構造體，其特征在于，在所述S字形橫截面形狀部分的車室 內(nèi)側(cè)，還具有在其上緣及下緣之間沿上下延伸且成為所述內(nèi)板的上緣的延長部的內(nèi)罩板。
7.如權利要求2所述的車門構造體，其特征在于，所述S字形橫截面形狀部分具有在沿 其垂直方向延伸的部分內(nèi)設置的作業(yè)孔。
8.如權利要求7所述的車門構造體，其特征在于，設置有所述作業(yè)孔的所述垂直方向 延伸部分與在其前后相鄰的部分相比，在上下被擴大。
9.如權利要求7所述的車門構造體，其特征在于，至少在與所述作業(yè)孔相對的部分上， 在所述S字形橫截面形狀部分的車室內(nèi)側(cè)，還具有在其上緣及下緣之間沿上下延伸的內(nèi)罩 板。
10.一種車門構造體的制造方法，是權利要求1 9中的任一項所述的車門構造體的制 造方法，其特征在于，作為所述橫梁構件的坯件，將扁平帶狀的板材焊接在所述內(nèi)板上，焊接后，將所述板材 沖壓成形為S字形橫截面形狀。
全文摘要
本發(fā)明提供一種車門構造體，能夠避免并降低因門橫梁導致的材料成本高、重量增加，并能夠良好地進行前部碰撞時的碰撞負荷的傳遞，而且，能夠充分地進行側(cè)部碰撞時的能量吸收。在內(nèi)板(15)上以S字形的橫截面形狀安裝有沿車身前后方向延伸的橫梁構件(21)，并由橫梁構件(21)構成內(nèi)板(15)的上緣部。
文檔編號B60J5/04GK101977786SQ20098010923
公開日2011年2月16日 申請日期2009年1月21日 優(yōu)先權日2008年4月8日
發(fā)明者堀野正俊, 安原重人, 小南館正美, 瀨川慎吾 申請人:本田技研工業(yè)株式會社