(57)【要約】      （修正有）【課題】ドア全体の軽量化および製造コストの大幅な削減化を図ることができる自動車用ドア構造を提供する。【解決手段】ドア本体を構成するドアアウタパネルの内側に、ドアインナパネル１を設けたアルミ材料を用いた車両用ドア構造であって、前記ドアインナパネル１は車両フロント側に位置するフロントパネル２と、車両リア側に位置するリアパネル３と、中間に位置するセンターパネル５と、センターパネル５上縁部をアルミ押し出し材によるインナレインフォースメント４とにより構成し、各部材を互いに接合する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ドア本体を構成するドアアウタパネルの内側に、ドアインナパネルを設けたアルミ材料を用いた車両用ドア構造であって、
前記ドアインナパネルは車両フロント側に位置するフロントパネル２と、車両リア側に位置するリアパネル３と、中間に位置するセンターパネル５と、センターパネル５上縁部をアルミ押し出し材によるインナレインフォースメント４とにより構成し、各部材を互いに接合したことを特徴とする車両用ドア構造。
【請求項２】
材料2個取りの素材となる矩形パネルの切断線を、当該パネル図心を中心に１８０°回転させると同一形状となる一組のブランク材となるよう設定し、得られる当該ブランク材を前記センターパネル５のブランク材として使用し、
センターパネル５の成形工程において、矩形パネルからのブランク材加工が効率よく行われるよう構成されたことを特徴とする、
請求項１に記載した車両用ドア構造。
【請求項３】
前記インナレインフォースメント４の上縁部にプレス成形によるウェザーストリップセットプレート７を更に接合したことを特徴とする、
請求項１または請求項２に記載した車両用ドア構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レインフォースメントをドア内部に配置して剛性を向上させた自動車用ドア構造に関する発明である。
【背景技術】
【０００２】
昨今の省エネルギー、CO2削減の社会的要請に応えるため、自動車の分野では車両の軽量化が最大の課題となっている。そのため軽金属特にアルミニウムが材料として多用されているが、特にドア、ボンネット、トランクリッド、フェンダーなどの部品に多用されている。
従来のドア構造としては図８に示すものが知られている。（例えば特許文献１参照）
【０００３】
まず、従来の車両用ドア構造の構成について説明すると、車両のドア開口部には、前側周縁部に設けられた上，下ヒンジ部１７，１７によって、車両前側周縁部に回動自在にとなるようにドアが装着されて、前記ドア開口部が、このドアによって開閉塞可能となるように構成されている。
【０００４】
このドアは、主に、ドア本体を構成するドアアウタ部材としてのドアアウタパネル部材及び、このドアアウタパネル部材の内側に設けられるドアインナ部材２１と、このドアインナ部材２１に装着されて、図示省略の窓ガラス部材の昇降を行うウィンドレギュレータと、インサイドドアトリム部材とを有して、主に構成されている。
【０００５】
このうち、前記ドアインナ部材２１には、図８に示すように、窓部開口下縁２３に沿って、車両前後方向に向けて、ウエスト部２２が延設されている。
【０００６】
前記ドアアウタウエストレインフォースメント２５が、前記ドアインナ部材２１の車両前後方向で、前側に位置する前縁部２１ａから、後側に位置する後縁部２１ｂまでに渡り、車両前後方向に長手方向を沿わせて延設されて、前後端部を一体に連設して掛け渡されることにより、側面視略ロ字状を呈する形状に、アルミ製の鋳物（アルミダイキャスト製）によって、一体成型されている。
【０００７】
また、前記ドアインナ部材２１は、ドアアウタウエストレインフォースメント２５に車幅方向で重合されて、対となるアルミ押出合金製のドアインナレインフォースメントとしてのドアインナウエストレインフォースメント２６を有している。すなわち、このドアインナ部材２１には、前記ドアインナウエストレインフォースメント２６の前端部を固着する前側装着部が一体に形成されている。
【０００８】
次に、この従来の車両用ドア構造の作用効果について説明する。
【０００９】
前記ドア本体のドアインナ部材２１を、アルミ製の鋳物によって、一体成型しているので、別部材を連結することに伴う、位置ズレ等の取付寸法の誤差が無いので、良好な取付精度で、ドア本体が補強されて、剛性を向上させることができる。前記ドアレインフォースメント２４を構成するドアアウタウエストレインフォースメント２５が、前記アルミダイキャスト製のドアインナ部材２１のウエスト部２２に、一体となるように形成されている。このため、別途、従来のようなドアアウタウエストレインフォースメントを、別部品として、形成する必要が無くなり、部品点数を減少させることができる。
【特許文献１】特開２００９−２３４７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、前記した従来の自動車用ドア構造では、ドア本体のドアインナ部材２１が、側面視略ロ字状を呈する形状で一体成型されたアルミダイキャスト製であるために加工費等が非常に高価であるため製造コスト高となる問題がある。また、軽量化のため、材料肉厚を薄くすることが考えられるが、肉厚を薄くするとアルミダイキャスト製のドアにおいては、鋳造ゲートからアルミの溶湯が入りにくくなり、鋳造性が悪化し、ドア全体の重量を低減化させるには不利な構造となっている。
【００１１】
本発明は、前記の事情に鑑みてなされたものであり、加工コストの低減、材料費用の節約を図りつつ、ドア全体の軽量化を図ることができる自動車用ドア構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１記載の発明は、ドア本体を構成するドアアウタパネルの内側に、ドアインナパネルを設けたアルミ材料を用いた車両用ドア構造であって、前記ドアインナパネルは車両フロント側に位置するフロントパネル２と、車両リア側に位置するリアパネル３と、中間に位置するセンターパネル５と、センターパネル５上縁部をアルミ押し出し材によるインナレインフォースメント４とにより構成し、各部材を互いに接合したことを特徴としている。
【００１３】
本発明の請求項２記載の発明は本発明の請求項１記載の構成に加え、材料2個取りの素材となる矩形パネルの切断線を、当該パネル図心を中心に１８０°回転させると同一形状となる一組のブランク材となるよう設定し、得られる当該ブランク材を前記センターパネル５のブランク材として使用し、センターパネル５の成形工程において、矩形パネルからのブランク材加工が効率よく行われるよう構成している。
【００１４】
本発明の請求項３記載の発明は、前記インナレインフォースメント４の上縁部にプレス成形によるウェザーストリップセットプレートを更に接合したことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の請求項１記載の発明によれば、インナレインフォースメントをアルミ押出し材としたことで、加工費や型費のコストダウンを図ることができる。
【００１６】
本発明の請求項２記載の発明によれば、材料2個取りの素材となる矩形パネルの切断線を、当該パネル図心を中心に１８０°回転させると同一形状となる一組のブランク材となるよう設定し、得られる当該ブランク材を前記センターパネル５のブランク材として使用するため、ほとんど材廃を発生することなく効率よく同一形状の一組のブランク材を矩形パネルから製作することが出来る。これにより材料費や加工時の歩留まりを改善でき、コストダウンを図ることができる。同一形状の一組のブランク材から面対称となる一組のセンターパネル５を製作するには、ブランク工程後ブランク材の一方を表裏反転させその後のドロー工程、トリム工程を行うことで可能となる。
【００１７】
本発明の請求項３記載の発明によれば、インナレインフォースメント４の上縁部にプレス成形によるウェザーストリップセットプレート７を更に接合したことにより、インナレインフォースメント4に曲げ加工等行うことなく、窓ガラスのデザイン形状に追従させることができ、インナレインフォースメント4に曲げ加工に伴う残留応力に起因する応力腐食割れが発生する懸念を防止することができる。窓ガラスが車両車幅方向に大きく湾曲している場合は本構成により生産性、品質を確保してウェザーストリップ８の溝部への嵌着部を構成することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１、第２の実施形態の車両用ドア構造で、ドア本体を構成するドアインナ部材の側面図である。
【図２】本発明の第３の実施形態の車両用ドア構造で、ドア本体を構成するドアインナ部材の側面図である。
【図３】本発明の第1、第２の実施の形態の車両用ドア構造で、センターパネル５のブランク材製作時の製品取図である。
【図４】本発明の第３の実施の形態の車両用ドア構造で、センターパネル５５のブランク材製作時の製品取図である。
【図５】本発明の第１の実施形態の車両用ドア構造で、図１中のＡ-Ａ線に沿った位置での断面図である。
【図６】本発明の第２の実施形態の車両用ドア構造で、図１中のＡ-Ａ線に沿った位置での断面図である
【図７】本発明の第３の実施の形態のドロー工程、トリム工程における材料配置を示す図である。
【図８】従来例の車両用ドア構造で、ドア本体を構成するドアインナ部材の側面図である。
【符号の説明】
【００１９】
１     インナパネル
２     フロントパネル
３     リアパネル
４     インナレインフォースメント
４ａ   延設フランジ部
４ｂ   延設フランジ部
５     センターパネル
６     アウタパネル
７     ウェザーストリップセットプレート
８     ウェザーストリップ
９     窓ガラス
１０   ドアトリム
５１   第３の実施例に係るインナパネル
５５   第３の実施例に係るセンターパネル
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の最良の実施の形態の車両用ドア構造を図面に基づいて説明する。
【００２１】
図１乃至図７は、この発明の実施の形態の車両用ドア構造を示すものである。
（ドア構造の説明）
【００２２】
本発明の自動車用ドアは、従来構造と同様に、ドアパネル本体がインナパネル１とアウタパネル６とで接合形成され、これら両パネル１、６との空間部に、ドア窓ガラスのサッシュや、インナパネル１の前後方向に沿って架橋するインパクトバーを溶接にて組み付けてなる基本的構成を有する。
【００２３】
図１および図５は、請求項３の発明に係る自動車用ドアのドアパネル本体を形成するインナパネルの第１の実施形態を示す。この実施形態において、インナパネル１は、一枚の単板からなるのではなく、図１に示すように、車体前後方向のフロントパネル２及びリアパネル３、センターパネル５とセンターパネル５上部インナレインフォースメント４の各アルミニウム部材に４分割されている。
【００２４】
その上で、本発明のインナパネルは、図１に示すように、これら各部材が、接合部にて互いに重ね合わされて、溶接手段あるいは機械的な接合手段、さらには、これらを組み合わせて接合され、一体化されている。この際、これら各部材はインナパネルとして一体化され、中央部に全体が四角な枠体形状に大きな空間を有するため、通常の単板からなるインナパネルに比して、大幅に軽量化できる。
【００２５】
フロントパネル２、リアパネル３、インナレインフォースメント４、センターパネル５の各部材によって形成されたインナパネル１の中央部大きな空間の厚み（車体幅方向の厚み）は、側面衝突に対応したドア厚みを確保する。また、この空間は、図示しないドアガラスの昇降機構であるウィンドレギュレータ等や、ドアラッチ機構等を一体にセットされた状態で収容する空間ともなる。
【００２６】
各部材の重ね合わせの態様は、具体的には、センターパネル５の車体前後方向の前後端部は、フロントパネル２の後端部、リアパネル３の前端部と各々互いに重ね合わされて接合されている。インナレインフォースメント４の前後上下端部は、まず車体前後方向の前端部はフロントパネル２の後端部、後端部はリアパネル３の前端部と、上端部はウェザーストリップセットプレート７の下端部と、下端部は、センターパネルの上端部と互いに重ね合わされて接合されている。
【００２７】
また図６は請求項１の発明に係るインナパネルの第２の実施形態を示す。図６の構成では請求項３に係る図５の構成とはインナレインフォースメント４の上端部の構成のみ異なる。すなわち本構成ではウェザーストリップセットプレート７を構成に含まないため、インナレインフォースメント４の上端部フランジ部４ｂがウェザーストリップセットプレート７と重合せず直接ウェザーストリップ８の溝部に嵌着される。
【００２８】
これら重ね合わせ部における各部材同士の接合は、通常アルミニウム材料の接合に用いられている各種の方法が適用可能である。例えば、溶接部位、接合条件や接合強度と作業性などを考慮して、スポット溶接、アーク、レーザ、摩擦攪拌溶接などの様々な溶接方法が適用可能である。また、ボルト・ナット結合、セルフピアシングリベット、メカニカルクリンチなどの各種の機械的な接合が適用可能である。更に接着剤も適用できる。また、これら接合手段は、単独であるいは種々組み合わせで適用できる。なお、図１で示した重ね合わせ部は一例である。各部材同士の接合は、図１に示した重ね合わせ部以外の部分に重ね合わせ部を、更にあるいは新たに設けて行ってもよい。またこれら重ね合わせ部における各部材同士の上下位置関係も任意の組み合わせが可能である。またこれら重ね合わせ部などに第三の締結部材を用いて各部材同士の接合を行ってもよい。
（アウタパネル）
【００２９】
アウタパネル６は、通常の板厚が１ｍｍ前後であるようなパネルが使用でき、鋼板をプレス成形したパネルであっても良く、ドア軽量化のために、アルミニウム合金板をプレス成形したパネルであっても良い。
（フロント、リアパネル）
【００３０】
フロントパネル２とリアパネル３は、センターパネル５の前後に挟むように車体上下方向に延在して、インナパネル１の大きさを規定する、比較的大きな面積の略平坦な図示しない車室側側面部を各々有する。また、この側面部のセンターパネル５と重合しない各周縁部からは、車体幅方向に延在して、インナパネルの深さ（厚さ）を規定する図示しない壁部が各々存在する。更に、この壁部の各周縁部から外方へ張出され、車体前後および上下方向に延在して、他のドア骨格部材と接合され、最外周においてアウタパネル６とヘミング接合されるフランジ部を各々有する。
【００３１】
インナパネル１のフロントパネル２及びリアパネル３はアルミニウム合金をパネルにプレス成形した、薄板成形パネルから構成する。板厚が厚すぎると、重量が重くなり、従来の薄鋼板素材に比べた、アルミニウム合金採用の軽量化の利点が無くなる。ただ、アルミニウム合金板の板厚が薄過ぎると、ドア用インナパネルとして必要な強度や剛性が不足するので、好ましくはインナパネル１のフロントパネル２は板厚が２ｍｍ程度、リアパネル３は板厚が１．６ｍｍ程度であるような薄板成形パネルから構成する。
（インナレインフォースメント）
【００３２】
インナパネル１上部のインナレインフォースメント４は、アルミニウム合金を押出成形した材料から構成される。適切なアルミニウム合金による押出成型材を定寸に切断して得られる押出成型品によって構成されていて、略環状の閉断面を呈する押出成型品が、長手方向で一定の垂直断面形状を持つ略中空筒状体として構成されている。また、このインナレインフォースメント４は、他の部材との接合によって支持されるインナパネル１の構造部材であるために、２ｍｍ程度の肉厚とする。
（センターパネル）
【００３３】
インナパネル１のセンターパネル５は、車体上下方向に延在する壁面を有するアルミニウム合金をパネルにプレス成形した、板厚が１ｍｍ程度であるような薄板成形パネルから構成する。センターパネル５は図１に示すように、センターパネル５の上方側にインナパネル１上下方向に延在する壁と、下方側でインナパネル長手方向に延在する壁とからなり、後半側上部が矩形状の切欠き形状を有したＬ字形状を形成してなる。
【００３４】
実施例１および実施例２に係るセンターパネル５のブランク材は、図３に示すように、矩形パネルから、当該パネル図心を中心に１８０°回転させると同一形状となるような一組のＬ字状ブランク材を打ち抜くことにより成形する。成形後一方のブランク材を表裏反転させると左右対称の一組のインナパネルとなり、右ドア用のインナパネルと左ドア用のインナパネルのブランク材として使用できる。ここで、対称とは、完全に対称であることを要求するものではない。なお、「打ち抜き」は、主としてせん断加工を意味するが、これに限定されることなく、ガスやレーザなどによる溶断や、水流による切断などをも含む概念である。
【００３５】
センターパネル５のブランク材が、矩形パネルからほとんど材廃を発生することなく２個取りでき、右ドア用のインナパネルと左ドア用のインナパネル用ブランク材として使用できるため、材料の最小化、歩留の改善が可能となる。また、インナパネル１を構成するセンターパネル５、リアパネル３、インナレインフォースメント４の間には、適切な抜き形状が形成されているため、インナパネル１全体の重量をより削減することが可能になり、ドア全体の一層の軽量化が図れる。
【００３６】
実施例３に係るインナパネル５１の構成を図２に示す。実施例１および実施例２にかかるインナパネル１とはセンターパネル５５の形状が異なる。矩形パネルから、当該パネル図心を中心に１８０°回転させると同一形状となるような一組のブランク材形状で構成する考え方は同じだが、本構成ではＬ字形状ではなく略三角形状で構成しているためブランク材成形工程をシャー加工で行うことが出来、金型を必要とする通常のブランク工程に比べ製造コストをより削減できる。
また図７にその後のドロー工程、トリム工程における材料配置を示す。一組のブランク材の一方を表裏反転し配置することで、略左右対称形状の右ドア用のインナパネルと左ドア用のインナパネルを同時に成形することができる。
（インナレインとウェザーセットプレート）
【００３７】
第１の実施形態に係るインナレインフォースメント４には、図５に示すように、上側外側方に向けて一体に突設された延設フランジ部４ａが設けられている。この延設フランジ部４ａにはプレス成形によるウェザーストリップセットプレート７が溶接あるいは機械的接合により接合されて一体化される。インナレインフォースメント４をアルミニウム押出合金製とした場合、大きな変形を伴う曲げ加工等を急激に行うと、曲げ加工に伴う残留応力に起因する応力腐食割れが発生する懸念がある。それを防止するため、ウェザーストリップセットプレート７を設置し窓ガラスのデザイン形状に追従させる。このウェザーストリップセットプレート７の上部はウェザーストリップ部材８に嵌着されていて、先端リップ部を窓ガラス部材９に摺接させるように構成し雨などの進入を防止する。
【００３８】
また第２の実施形態に係るインナパネルの構成においては、図６に示すようにウェザーストリップセットプレート７を構成に含まない点で第１の実施形態の構成と異なる。すなわち本構成ではウェザーストリップセットプレート７を構成に含まないため、インナレインフォースメント４の上端部フランジ部４ｂがウェザーストリップセットプレートと重合せず直接ウェザーストリップ８の溝部に嵌着される。窓ガラスが車両車幅方向に大きく湾曲していない場合は、インナレインフォースメント４の上端部フランジ部４ｂ変形に起因する応力腐食割れの懸念が少ないため、ウェザーストリップセットプレートを廃止することでコストダウンを図ることが出来る。
（素材アルミニウム合金）
【００３９】
上記したインナパネルを構成する、各部材の強度や成形性などの特性を満足するアルミニウム合金としては、通常、この種構造部材用途に汎用される５０００系、６０００系、７０００系等の汎用合金であって、必要により調質したアルミニウム合金が適宜選択される。強度にすぐれた７０００
系合金が多用されるがその中でも７００３ が押出性に優れるため押出成形による補強材には適している。ただ、上記各部材や補強材を全て同じ材質とする必要性は無い。各部材や補強材の特性に応じて、異なるアルミニウム合金の組み合わせとしてもよい。
【００４０】
以上、本発明の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成はこの実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれるものである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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