(57)【要約】車両ドアは、実質的に高強度鋼からなる矩形の環状ハット・ビーム（１３〜１６）の形をした支持フレーム(１０)を有し、この支持フレームが、その外側の側フランジ(１７)によってドアの外側パネル（２８）を担持し、車両内部に向いたクラウン(１２)を有する。外側の側フランジ(１７)の下方後部は、ピラー（３４）にある穴（３５）に嵌合するように配置したボルト（３２）を有する。側方衝撃を受けた場合には、ボルトによってピラーがエネルギ吸収に関与することになる。フレーム(１０)は、比較的浅くなっているので、高い降伏強度を有し得る。ドアの他の要素は、すべて、フレームの内部に装着することができ、これにより、点検修理のために容易に手が届く。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピラー（３４）上の手段と協働するロック（３９）を有するドアを有する車両であって、ドアが、実質的に高強度鋼からなる矩形の環状ハット・ビーム（１３〜１６）の形をした支持フレーム(１０)を有し、このフレームが、その外側の側フランジ(１７)によってドアの外側パネル（２８）を担持し、車両内部に向いたそのクラウン(１２)を有し、ハット・ビーム(１７)の後部がピラー（３４）の穴（３５）に嵌合するように配置したボルト（３２）を有することを特徴とする車両。
【請求項２】
ボルト（３２）がハット・ビームの外側フランジ(１７)の下方後部上に配置してあることを特徴とする請求項１に記載の車両。
【請求項３】
穴（３５）がピラー（３４）の下部に配置してあり、このピラーが車両のサイドレールとの結合部に向かって前方へ弓なりに広がっており、外側の側フランジ(１７)が広がってピラーの広がった部分を覆い、広がった部分上にボルトを担持するようにハット・ビームの下方後部湾曲部（３０）がピラーの広がった部分に適合していることを特徴とする請求項２に記載の車両。
【請求項４】
ボルト（３２、 ３９、４０）が、ねじ山を有し、フランジの外面のところでナット（３３）によって固定してあり、ナットのためのスペースが側フランジと外側パネル（２８）との間に設けられるようにボルトが外側フランジ(１７)上の段部（３１）上に位置していることを特徴とする請求項１または２に記載の車両。
【請求項５】
ドアが前ドアであり、ピラー（４１）が、後ドアのためのヒンジ（４２、４３）を有するＢピラーであり、このピラーが、各ヒンジに隣接したボルト用の穴（４４、４５）を有し、フレーム(１０)の後部が、これらの穴に嵌合するようになっているボルト（３９、４０）を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の車両。
【請求項６】
ハット・ビームの２つの直立する部分（１３、１５）間に側方衝撃ガード（２２、 ４６〜５１）があることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の車両。
【請求項７】
側方衝撃ガード（２２）が、ドア・フレームの一体部分として、ドア・フレームと同じシート素材から形成してあることを特徴とする請求項６に記載の車両。
【請求項８】
側方衝撃ガード（２２、４６〜５１）がハット・ビームを含むことを特徴とする請求項７に記載の車両。
【請求項９】
側方衝撃ガードが、ドア・フレームの垂直部分（１３、１５）間にあるビーム（４６〜４８）と、ドア・フレームの水平部分（１４、１６）間にあるビーム（４９〜５０）とを有することを特徴とする請求項７または８に記載の車両。
【請求項１０】
深い内側パネル（３６）が、ドアの支持フレーム(１０)上に装着してあるが、ボルトで段部を覆っておらず、ドアの内部要素、たとえば、内側パネルと支持フレームの間に位置しているウィンドウ構造を覆っていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の車両。
【請求項１１】
実質的に高強度鋼からなる矩形の環状ハット・ビーム（１３〜１６）の形をした支持フレーム(１０)を含み、この支持フレームが、その外側の側フランジ(１７)でドアの外側パネル（２８）を担持しており、車両内部に向いたクラウン(１２)を有し、ハット・ビーム(１７)の後部（３１）が、ピラーと協働するように配置したボルト（３２）を有すること
を特徴とする車両ドア。
【請求項１２】
ドア・フレームの一体部分として、ドア・フレームと同じシート素材から形成した側方衝撃ガード（２２、４６〜５１）を有し、この側方衝撃ガードがハット・ビームの２つの直立する部分（１３、１５）の間を延びていることを特徴とする請求項１１に記載の車両ドア。
【請求項１３】
側方衝撃ガード（２２、４６〜５１）がハット・ビームを有することを特徴とする請求項１２に記載の車両ビーム。
【請求項１４】
側方衝撃ガードが、ドア・フレームの垂直部分（１３、１５）間のビーム（４６〜４８）と、ドア・フレームの水平部分（１４、１６）間のビーム（４９〜５０）とを有することを特徴とする請求項１２または１３に記載の車両ドア。
【請求項１５】
支持フレーム(１０)上に装着した内側パネル（３６）が、フレームに対して深くなっており、ボルト（３２）を担持する外側の側フランジ(１７)の部分（３１）を覆わないが、ドアの内部要素、たとえば、内側パネルと支持ドア・フレームとの間に位置するウィンドウ構造（３７）を覆っていることを特徴とする請求項１１〜１４のいずれか１項に記載の車両ドア。
【請求項１６】
フレーム(１０)の鋼が、少なくとも８００Ｎ／ｍｍ2、好ましくは少なくとも１０００Ｎ／ｍｍ2の降伏強度を有することを特徴とする請求項１１〜１４のいずれか１項に記載の車両ドア。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ドアを有する車両および車両ドアに関する。
【背景技術】
【０００２】
現代の車両ドアは、通常、ドアの全厚を構成する支持用の深絞りした、いわゆる内側パネルからなる。外側パネルが、内側パネルの縁まわりに折り曲げられてあり、その曲げ部を接着剤で固着してある。内側パネルは、深絞りするので、高力鋼で作ることができない。ウィンドウの下にあるいわゆるウエスト・レールが内側パネルに溶接してあり、これは、ウィンドウの内側または外側に位置させることができる。内側パネルよりかなり高い強度を持つ鋼で作った側方衝撃ガード・ビームも内側パネルに溶接してあり、外側パネルに隣接して位置する。比較的平らなトリムが内側パネルに留めてある。ウィンドウ・ガイドおよびウィンドウ・リフトのようなドアの内部要素が深い内側パネル内に位置する。ドアの側端部は内側パネルの側端部だけで構成してあり、車両内部に隣接する内側パネルの側面は比較的小さい開口しか持たない。そのため、ドアの内側要素を装着することが難しい。
【０００３】
従来技術においては、側方衝撃ガード・ビーム上にフックを留め、このフックを内側パネルの後側端部を通して外に突出させてピラーに設けた戻り止めと係合させることが知られている。それ故、ドアが衝撃を受けて側方衝撃ガード・ビームが内向きに折れ曲がったときにピラーがエネルギ吸収に関与する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、在来のドアよりも軽量で強度があり、衝撃を受けたときにドアを装着した車両のピラーと係合する手段を設けることによって保護機能を改善した車両ドアを提供することにある。前記手段は、乗員が車両に乗ったり、車両から降りたりするときに乗員に対する障害となってはならない。本発明は、このようなドアを有する車両にも関する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この目的は、主として、ドアが実質的に高強度鋼からなる矩形の環状ハット・ビームの形をした支持フレームを有し、この支持フレームがその外側の側フランジによってドアの外側パネルを担持し、車両内部に向いたクラウンを有し、ハット・ビームの後部がピラーの穴に嵌合するように配置したボルトを有するということで達成される。
【０００６】
ボルトは、ねじ山を有し、フランジの外面に設けたナットで留めることができると適切である。
【０００７】
フレームが環状ハット・ビームの２つの直立部分間に位置した側方衝撃ガード・ビームを有すると適切である。そして、この側方衝撃ガード・ビームが、ドア・フレームと同じシート素材からドア・フレームの一体部分として形成してあると適切である。側方衝撃ガード・ビームはハット・ビームでもあってもよい。
【０００８】
深絞りした内側パネルは、ドアの支持フレーム上に装着してあり、ボルトと共に段部を覆わず、ドアの内部要素（たとえば、内側パネルとドアの支持フレームとの間に位置するウィンドウ構造）を覆うと適切である。適切には、内側パネルおよび支持フレームが共にドアの側端部を形成し、そして、内側パネルが側端部の幅の大部分を構成するとよい。
【０００９】
本発明は、特許請求の範囲の請求項によって定義されている。
【００１０】
添付図面が好ましい実施態様を示している。
図１は、内側斜め後ろから見たドアのフレームの斜視図である。
図２は、図１に示すフレームの１角隅の拡大図である。
図３は、ピラーの下部を斜視図で示している。
図４は、フレームおよび外側パネルを通る縦断面図である。
図５は、図２の矢印５-５で示した断面図である。
図６は、図５に対応しているが、やや変更した設計を示す断面図である。
図７は、図１に示すフレーム上に構築したドア全体の斜視図である。
図８は、車両内部から見た、図１に示すフレームの変更設計である。
図９は、外側から見た、図８に示すドアの後部にあるＢピラーの一部を示している。
図１０は、ドアの一部および図８、９に示すＢピラーを通る断片断面図である。
【００１１】
図１は、車両の左側前ドアでフレーム１０を示しており、このフレームを車両内部、斜め後から見た図である。フレームは平らなシートから形成してあり、図４で最も良くわかるように、クラウン１２、側フランジ１７、１８および中間ウェブ１１、１９を有する環状ハット・ビーム１３〜１６を有する。外側の側フランジ１７は、ドアの外側パネルに適応するように種々の幅を有する。ハット・ビームのクラウンは車両内部に向いている。ハット・ビームは、湾曲部によって相互連結した４つの真っすぐな部分１３、１４、１５、１６を有する。穴２０、２１が環状ハット・ビームの中央に形成してある。側方衝撃ガード・ビーム２２が直立したビーム部分１３、１５間を延びており、穴２０、２１を横切る橋となっている。ビーム２２は、図示したように内向きのクラウンを有する開いたハット輪郭を持っていてもよいが、スポット溶接で留めたカバーを持っていてもよい。ビームは、別の横断面を持っていてもよく、たとえばダブル・ハット輪郭を有し、車両内部に向いた開放側面を持っていてもよい。ハット・ビーム１３〜１６の種々の部分は種々のプロファイルを有することができる。そして、いくつかの部分がたとえばダブル・ハットであってもよい。
【００１２】
シートメタルからなる外側パネル２８が図４、５に示してある。外側パネルは、ハット・ビーム部分１３、１５、１６の外側フランジ１７まわりに折り曲げてあり、折り曲げ部を接着してもよいし、または、別の方法、たとえばレーザ溶接によって留めてもよい。図４に折り曲げ部２９が示してあるが、わかりやすくするために、分離した状態で側フランジ１７まわりに折り曲げてない状態で示してある。側方衝撃ガード・ビーム２２ならびにフレームの他の部分すべては外側パネルに接近している。すなわち、衝撃ガードが乗員からできるだけ離れている。これは有利である。ハット・ビームは、その下方後部において、水平なハット・ビーム部分１６と直立するハット・ビーム部分１５との間に長い湾曲部３０を有し、外側の側フランジ１７がそこでは幅広くなっている。この弯曲部３０は、直立するハット・ビーム部分１６のクラウンに向かって連続して立ち上がっており、その下部が図１、図５からわかるように段部３１を形成している。直立するハット・ビーム１５に向かって高くなっているので、段部３１はハット・ビームのウェブ１１上の段部と考えることもできる。ボルト３２が、段部にある穴を貫いて延び、その背後、すなわち、外側パネル２８に隣接して設けたナット３３と螺合させることによって段部３１の下部に留めてある。このナットは、段部と外側パネル２８との間に充分な余裕を持ち、ボルトを装着してから外側パネルをフレームに留めることができる。
【００１３】
図５において、ドアの背後にあるピラー３４の下部が示してある。すなわち、ドアが前ドアであるとすれば、図示例ではＢピラーが示してある。ドアのヒンジを留めるピラーはＡピラーと呼ばれている。ドアが後ドアである場合には、それはＢピラーにヒンジ留めし
てあり、Ｃピラーに対するロックおよびボルト３２を有する。Ｂピラーの下部が図３に別に示してある。このピラーの下方図示部分は、車両の図示しないサイドレールに溶接し、この連結部に向かって前方へ弓なりに広がっている。ハット・ビームの湾曲部３０は、ピラーのこの弓なり状態に適合している。車両に沿って見た場合、弯曲部と弓なり部とが部分的に重なっているので、前部がクラッシュしたときにドアのフレーム１０がＡピラーからＢピラーまで力を伝えることができる。
【００１４】
ピラー３４は、底を有する鋼製スリーブ３５を内部に溶接する穴を有し、このピラーが閉ざされたときには開放した穴がなくなることになる。図５に示すように、ドアを閉ざしたとき、ボルト３２がこのスリーブ３５内に入るが、スリーブとボルトの間には大きいスペースがある。ドアに側方衝撃がかかった場合には、ドアのフレームおよび側方衝撃ガード・ビーム３３が内方へ変形することになる。フレームは、その前端のところで、ヒンジにしっかりと留めらているが、その後端のところでは、比較的弱いロックで留められているだけである。変形時、フレーム１０の後端は前方へ引かれることになり、そして、ボルト３２がピラーのスリーブと係合し、それによって、ピラーがエネルギ吸収に関与することになる。あるいは、穴の縁が補強されていると仮定するならば、スリーブは、ピラーの穴に挿入されるプラスチック製スリーブであってもよいが、ドアのフレームとピラーとの間の結合が強くなるため、ピラーに溶接した鋼製スリーブの方が好ましい。
【００１５】
図６は、鋼製スリーブ３５が底を持たず、その代わりにプラスチック製カバー３９を有する変更設計を示している。図５と同様に、この図６はドアを閉じた位置で示しており、この場合、ドアが内向きに変形してしまうまでボルトがスリーブ３５に入ることはない。図５による設計が好ましい。穴の縁が補強されているならば、鋼製スリーブを使わずに、カバーが穴を直接覆うようにしてもよい。
【００１６】
図７は、組み立て済みのドアを示している。内側パネル３６がフレーム１０上に装着してあり、フレームと内側パネルとの間に、突出するウィンドウ・フレームを有するウィンドウ構造が装着してある。バックミラー用のホルダが図示してないが、それがフレーム１０の一体部分となっていると適切である。内側パネル３６はフレームのハット・ビームに連結する側端部および底を有し、フレームおよび内側パネルが一緒になってドアの側端部および底を形成する。内側パネルは、また、ウィンドウ３５に連結する上方側部も有する。適切には、ピラー上の図示しない手段と協働するロック３９のようなすべてのドア内部要素およびウィンドウ構造３７は、フレーム上に予め装着し、内側パネル３６も含めたユニットを形成するとよい。このユニット全体は、内側パネルに通したねじによってフレーム３０上に装着できる。したがって、内側パネルは何かを支える必要はなくなり、プラスチックで作ることができ、ねじを覆うスナップ嵌合式トリムで覆うことができる。内側パネル３６は、深くてもよく、実際にドア全体の厚さを含むドアの支持部分の代わりにドア厚さのかなりの部分を与えるものであってもよい。したがって、内側パネルはドアのフレームと比較して深くなっている。
【００１７】
このようにして、ドアの支持フレーム１０の非常に高い強度を得ることができる。その厚さはドアの厚みの半分未満であることができる。フレームの形成は、ドア全体の厚さと比較してフレームを薄くすることによって容易になり、したがって、フレームを非常に高い強度の鋼で作ることができる。支持部分をより深く形成する在来のドアにおいては、より低い強度を有する鋼を使用しなければならない。適切には、ドアのフレーム１０はプレス硬化法で形成する。すなわち、硬化可能な平らな鋼板の素材を熱間スタンプ加工して、一体の側方衝撃ガード・ビームを有する支持フレームを形成し、こうして形成したフレームを形成用ツール内にある間に硬化させるのである。次いで、ドアを組み立てるときに、外側パネルを支持フレームに取り付ける。
【００１８】
ドアのフレーム１０を比較的薄く作ることができるので、このフレームを高強度冷間形成用鋼で作ることができるが、プレス硬化で得られる高強度ほどの強度を得ることはできない。プレス硬化法の場合、フレームの厚さにいくらか依存するが、１０００Ｎ／ｍｍ2を超える降伏強度（yield  strength）を得ることができるか、少なくとも８００Ｎ／ｍｍ2の降伏強度を得ることができる。破断伸びも、熱間スタンプ加工するよりも冷間形成することによって小さくなる。しかしながら、本発明による車両ドアは、比較的低い強度の鋼（たとえば３５０Ｎ／ｍｍ2の降伏強度の鋼）でも有利である。しかしながら、５００Ｎ／ｍｍ2またはそれを超える降伏強度を有する冷間形成用鋼もおそらく使用できる。
【００１９】
軽量であると共に最初の組み立てでより迅速に組み立てることができるドアを得ることに加えて、図示のドアの設計では、点検修理のためにより簡単に取り外し、再装着することが可能となる。ドアのすべての要素は、支持フレームの内側に位置しているので手が届く。
【００２０】
図８〜１０は、ドア・フレームの後部垂直部分１５のところに２つのボルト３９、４０を有する前左ドアのフレーム１０の設計を示している。前ドアの背後にあるピラー４１（Ｂピラー）は、後ドアを留めるための２つのヒンジ４２、４３を有し、また、このＢピラーは、図１〜７を参照しながら説明した方法でボルト３９、４０を受け入れるためのスリーブ４４、４５の形をした穴を有する。これらのスリーブは、ヒンジよりも前に位置する。在来の方法では、Ｂピラーは、ヒンジの取り付け部のところで内部に設けた補強プレートによって補強することができ、そして、Ｂピラーを補強した所にボルトが係合すると有利である。しかしながら、このような補強は図１０には示してない。図１と同様に、フレーム１０の側方衝撃ガードは水平なビーム４６を有する。このビームは、この設計では、２つの部分４７、４８にふたまたに分かれており、そして、５つの穴がフレーム１０に形成されるようにハット・ビームの水平部分１４、１６に対する垂直方向支え４９、５０を有する。側方衝撃ガードの全てのこれらの部分４６〜５０はハット・ビームであり、そして、これらのハット・ビームが出合う所に平らな部分５１が形成される。また、側方衝撃ガードが、フレームの水平部分間のビームと、フレームの垂直部分間にあって、これらのビームが交差するビームとを含むと考えることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】内側斜め後ろから見たドアのフレームの斜視図である。
【図２】図１に示すフレームの１角隅の拡大図である。
【図３】ピラーの下部を斜視図で示している。
【図４】フレームおよび外側パネルを通る縦断面図である。
【図５】図２の矢印５-５で示した断面図である。
【図６】図５に対応しているが、やや変更した設計を示す断面図である。
【図７】図１に示すフレーム上に構築したドア全体の斜視図である。
【図８】車両内部から見た、図１に示すフレームの変更設計である。
【図９】外側から見た、図８に示すドアの後部にあるＢピラーの一部を示している。
【図１０】ドアの一部および図８、９に示すＢピラーを通る断片断面図である。
【図１】
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【図３】
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【図２】
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【図５】
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【図４】
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【図６】
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【図７】
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【図１０】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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