CN115812045A - 自动侧门结构 - Google Patents

Abstract

一种用于车辆的门结构***，该门结构***包括内面板、外面板和外带加强构件。外带加强构件沿门结构的前后方向延伸。外带加强构件与内面板的卷边凸缘部分产生搭接接头。外带加强构件包括朝向内面板延伸并且与内面板的相对于卷边凸缘部分台阶式下降的支承表面接触的碰触特征。搭接接头和碰触特征两者均有助于增加门结构的上部框架刚度并且改善门结构与车辆车身结构之间的密封性能。

Description

自动侧门结构

相关申请的交叉引用

本PCT国际专利申请要求于2020年7月6日提交的序列号为63/048,332并且标题为“Automotive Side Door Structure(自动侧门结构)”的美国临时专利申请的权益，该美国临时专利申请的全部公开内容通过参引并入本文中。

技术领域

本公开涉及自动车辆结构。更具体地，本公开涉及侧门车辆结构。

背景技术

自动车辆(包括但不限于电动车辆、混合动力车辆以及其他客运车辆)包括组装在一起以限定车辆的整体形状和功能的各种部件。例如，车辆副框架为发动机以及从该副框架向上延伸的车辆车身提供支撑。

车辆车身可以包括设置在副框架上方的前部部分、侧部部分、后部部分、地板部分以及车顶部分。通常，根据各种标准，车辆车身可以包括框架部分，该框架部分包括限定车辆的形状并为车辆提供刚度的各种部段和支柱、允许进一步的结构组装至车辆、并且还保护车辆乘员免受外部因素以及碰撞的影响。

车辆车身限定了车辆的内部，乘客可以在车辆的内部中操作车辆并且乘坐在车辆内。车门、比如侧门通过由车辆结构所限定的并且特别是在上部车辆车身的A柱、B柱与C柱之间的开口提供了进入车辆的入口。

上部框架刚度是许多车辆中的问题，车辆侧门可以用来解决该问题。侧门所提供的刚度是用于每个车辆的目标值。当刚度较高时，车门可以针对车辆的上部框架提供更好的密封性能，从而降低风噪声并且减少漏水。

在一些情况下，在制造期间可能会出现小于最佳框架尺寸的情况。因此，当侧门与车辆结构组装在一起时，可能难以实现密封。在这种情况下的一个方面是使用柔性垫圈型材料设置在门结构与框架结构之间。然而，这种材料相应地具有较低的刚度，使得该材料可以填充侧门与框架之间的可变空间。这种降低的刚度可能导致风噪声和漏水的增加。

鉴于上述，可以进行改进以提高车辆侧门结构的刚度，从而与车辆结构相匹配。

发明内容

在一个方面，门面板结构***包括：内面板，该内面板具有前部部分、后部部分、上部部分和下部部分；外面板，该外面板定尺寸并布置成与内面板相匹配，以限定具有第一刚度和内部腔的门结构；外带加强构件，该外带加强构件在内面板的前部部分与后部部分之间延伸，并且竖向地设置在上部部分与下部部分之间，并且侧向地设置在外面板与内面板之间；其中，外带加强构件与内面板的卷边凸缘部分限定了搭接接头，其中，卷边凸缘部分设置在内面板的后部部分上；碰触构件，该碰触构件从外带加强构件向内延伸成与内面板的支承表面接触；并且其中，搭接接头以及与支承表面的接触相结合以限定比第一刚度大的第二刚度。

在一个方面，内面板的卷边凸缘部分设置在内面板的后边缘处，其中，外面板与搭接接头交叠并围绕内面板的后边缘卷绕以限定出卷边凸缘。

在一个方面，碰触构件与外带加强构件一体地形成。

在一个方面，内面板限定了相对于卷边凸缘部分凹入的台阶部分，其中，碰触部分接触台阶部分的支承表面。

在一个方面，内面板的卷边凸缘部分相对于内面板的后部部分的相邻部段台阶式下降，使得外带加强构件和相邻部段是大致连续的并且限定了供安装外面板的共同平面。

在一个方面，***包括附接至内面板的至少一个加强构件。

在一个方面，至少一个加强构件包括窗框架加强构件。

在一个方面，窗框架加强构件的下部部分侧向地设置在内面板与外带加强构件之间。

在一个方面，窗框架加强构件的下部部分具有与内面板的内表面对应的轮廓，并且其中，外带加强构件与窗框架加强构件间隔开。

在一个方面，碰触构件和窗框架加强构件各自直接地接触内面板的内表面。

在一个方面，外带加强构件在其后部部分处限定有贯通开口，其中，碰触构件设置成邻近该贯通开口。

在一个方面，***包括冲击梁，该冲击梁在内部腔内在前后方向上延伸并且固定至门结构，其中，冲击梁为门结构提供额外的刚度。

在另一方面，提供了一种增加门面板结构***的刚度的方法，该方法包括：提供具有前部部分、后部部分、上部部分和下部部分的内面板；将外带加强构件附接至内面板，其中，外带加强构件沿门面板结构的前后方向延伸；在外带加强构件的后端部与内面板的卷边凸缘部分之间产生搭接接头；使外带加强构件的碰触构件与内面板的支承表面接触，其中，该支承表面相对于搭接接头台阶式下降；以及将外面板附接至内面板，其中，外面板覆盖外带加强构件并且与内面板一起限定出内部腔。

在一个方面，该方法包括将外面板的后边缘围绕搭接接头卷绕，并且围绕外带加强构件的后端部和内面板的卷边凸缘部分限定出卷边凸缘。

在一个方面，该方法包括将窗框架加强构件附接至内面板并且在窗框架加强构件的下部部分上方将外带加强构件附接至内面板，其中，外带加强构件与窗框架加强构件的下部部分间隔开，以在外带加强构件与窗框架加强构件的下部部分间之间限定出开放空间。

附图说明

本公开的其他优点将容易被领会，因为通过在结合附图考虑时参照以下详细描述，本公开的其他优点变得更好理解，在附图中：

图1是用于车辆的门结构***的分解视图，该门结构***包括内面板、外面板、窗框架加强件、闩锁加强件、限位器连杆加强件、下部铰链加强件、冲击梁以及外带加强构件；

图2是门结构***的组装视图，其中，为了清晰起见而图示为移除了外面板；

图3是外带加强构件的放大视图，其图示了具有内面板的卷边凸缘部分的搭接接头；以及

图4是外带加强构件的放大视图，其图示了外带加强构件的延伸成与内面板的表面接合的碰触特征。

具体实施方式

参照图1，以分解视图图示了车辆结构***10。***10总体上以“白车身”状态示出，或者更具体地在图1中以“白门”状态示出，该状态是结构部件已经结合在一起、但是处于对承载在结构部件上的各种部件(比如窗调节机构或者闩锁机构)进行涂漆和组装之前的状态。当然，由于图1是分解视图，因此***10的各种结构部件并没有示出为是“经组装”的。与图1相对应的经组装的***10大致在图2中示出，其中，为了清晰起见，一些部件未示出，如将在下文进一步描述的。

继续参照图1，***10图示为前侧门、比如安装在四门轿车型车辆的前半部上的门。将理解的是，本文所公开的***10的方面可以应用于后侧门或其他门类型，包括具有侧铰链的门、具有上部铰链的门、滑动门等。图1更具体地图示了右侧或乘客侧(美国惯例)门。出于讨论的目的，在本文中将对所示的侧门进行讨论，但将理解的是，本公开的方面并不一定限于这种门。

***10包括内面板12，构成***10的整体门结构的各种门部件和其他结构部件可以附接至内面板12。该内面板包括前部部分12a、后部部分12b、上部部分12c和下部部分12d。前部部分12a通常是与门铰链邻接的部分，并且后部部分12b通常是具有接合车辆车身上的撞销的门闩锁的部分。内面板12构造成部分地限定门的内部腔，该内部腔可以容纳各种内部门部件，比如窗调节器、闩锁机构、处于向下位置时的窗玻璃等。各种类型的部件安装方法和机构可以与内面板12一起使用，并且内面板12可以具有与这种安装方法和机构相对应的不同形状和尺寸，只要这样的改型不妨碍本公开的各方面即可。

上部部分12c可以呈从前部部分12a向上和向后并朝向后部部分12b延伸的弯曲的杆或类似物的形式。上部部分12c的形状可以大致对应于车辆车身结构的A柱和车辆的车顶线的形状。因此，不同的车辆车身形状将具有上部部分12c的相应的不同形状或曲线。

后部部分12b以大致竖向的方式从上部部分12c的后端部向下延伸，从而限定了内面板12的后边缘。后部部分12b通常定尺寸并布置成与车辆车身结构的B柱的位置相对应。后部部分12b可以包括用于闩锁结构的设置，比如具有棘齿的闩锁***，该闩锁***构造成捕获安装至车辆车身结构的撞销。例如，后部部分12b可以限定有开口，该开口可以接纳撞销，使得撞销可以与门的闩锁机构接合。当然，闩锁机构可以安装在其他位置处并且可以具有其他布置。

下部部分12d从后部部分12b的下端部朝向前部部分12a的下端部延伸，并且大致限定了门的底部边缘，并且大致对应于车辆的底部边缘。

前部部分12a从下部部分12d的前端部向上并且朝向上部部分12c的前端部/下端部延伸。前部部分12a可以是能够附接有铰链结构的部分，并且可以是门的相对于车辆车身枢转并且当门处于打开位置时支撑门的部分。

内门面板12包括内表面14和外表面16。内表面14通常面向由内门面板12部分地限定的门的内部。外表面16通常面向车辆的内部，并且是面向乘员的表面。因此，内门面板12的内表面14相对于乘客舱通常是向外面向的。

***10还包括外面板18，外面板18也可被称为门外部，其中，内面板12也被称为门内部。外面板18可以定尺寸并布置成与内面板12相匹配，并且与内面板12一起限定门的内部空间。

外面板18相应地包括内表面20和外表面22，内表面20面向内面板12的内表面，外表面22向外面向并远离车辆。外面板18可以具有与车辆的外部车身样式相对应的曲率，并且也可以与外面板18所匹配的内面板12的相应地向外面向的边缘和表面相匹配。

如在图1中所示出的，内面板12可以具有冲压的形状，从而在围绕其周缘限定有多个侧壁部分。这些侧壁部分大致限定了门的内部腔或空间的形状。如在图1中所示出的，外面板18具有大致片状的形状，其可以用作将由内面板12的侧壁所限定的内部腔或空间基本上封围的覆盖件。

外面板18可以经由卷边凸缘附接至内面板12，在卷边凸缘中，外面板18的边缘弯折并围绕内面板12的边缘。相应地，***10可以包括多个卷边凸缘粘合件24，其具有与外面板18与内面板12之间的卷边凸缘连接件的形状相对应的配对件。

外面板18通常覆盖内面板12的下半部分，从而与内面板12一起限定门内的内部空间。***10还可以包括设置在外面板18上方的窗框架加强件26。窗框架加强件26具有与内面板12的上部部分12c相对应的弯曲轮廓。窗框架加强件26可以呈覆盖内面板12的上部内表面的面板的形式。因此，窗框架加强件26具有设置成抵靠内面板12的内表面和从车辆向外面向的外表面。图1以分解视图图示了设置在内面板12的内侧的窗框架加强件26，但是在组装时，窗框架加强件26将内面板的从车辆向外面向的表面(外面板18设置在内面板12上的同一侧)覆盖。图2图示了位于内面板12的该侧上的窗框架加强件26。

***10还包括设置在内面板12的内表面上的闩锁加强面板28。换句话说，闩锁加强面板28可以设置在由内面板12限定的内部腔内(类似于窗框架加强件26，闩锁加强面板28在图1的分解视图中示出为位于内面板12的右侧)。更具体地，闩锁加强面板28可以在内面板12的后部部分12b处设置在与闩锁机构的位置相对应的区域处。闩锁加强件可以在门的用于支撑闩锁机构的位置处为门提供额外的刚度。闩锁机构通常承受增加的负载，比如在门保持闩锁时的打开负载、或者在门从打开位置关闭时的冲击负载，使得闩锁加强面板28可以在该增加负载的位置中向门提供额外的强度。

此外，***10还可以包括限位器连杆加强件30和下部铰链加强件32，限位器连杆加强件30和下部铰链加强件32各自呈沿着前部部分12a应用于内面板12的内表面的面板的形式。与上述加强件类似，这些加强件30和32在图2中示出为位于由内面板12限定的内部空间中。与闩锁机构类似，门铰链和限位器连杆承受增加的负载，并且因此这些加强件30、32在增加负载的区域中提供额外的强度。

上述加强面板26、28、30和32可以经由结构性粘合件34与内面板12结合，该结构性粘合件34沿着内面板12与加强面板之间的交叠区域设置。

***10还可以包括冲击梁40，该冲击梁40沿车辆的前后方向延伸，并且在内面板12的前部部分12a与后部部分12b之间延伸。冲击梁40在门的冲击区域中为门提供结构加强。在图2中示出为附接至内面板的冲击梁40设置在内面板12的下半部分上，并且通常在碰撞事件中与预期的冲击区域对准。如在图2中所示出的，冲击梁40可以(在堆叠的方向上)设置在闩锁加强面板28和下部铰链加强件28的顶部。

***10还包括外带加强构件50。外带加强构件50通常在窗框架加强件26与外面板18之间的接合部处附接至内门面板12。与冲击梁40类似，外带加强构件50在门面板12的前部部分12a与后部部分12b之间沿前后方向延伸。外带加强构件50相对于冲击梁40在门上设置得更高。如在图2至图4中所示出的，外带加强构件50在堆叠方向上设置在窗框架加强件的顶部。

参照图2，外带加强构件50包括上部部分52和下部部分54。上部部分52设置成邻近窗开口，并且下部部分54设置在由内面板12和外面板18限定的门腔的内部。

上部部分52可以相对于下部部分54略微地弯曲，使得上部部分可以遵循内面板12的轮廓从而朝向窗开口延伸。上部部分52和下部部分54可以组合以限定贯通开口56，贯通开口56邻近外带加强构件50的后端部设置。开口56延伸到上部部分52和下部部分54两者中。如在图2中所示出的，在上部部分52与下部部分54之间限定的折痕或弯折部可以与开口56相交。

如在图3中所示出的，外带加强构件50包括沿着门的后边缘在大致竖向方向上延伸的后凸缘58。后凸缘58布置成与内面板12的卷边凸缘部分60交叠。内面板12的卷边凸缘部分60也沿着内面板12的后边缘延伸。图4进一步图示了将内面板的卷边凸缘部分60覆盖的后凸缘58。

当外面板18与内面板12结合成在门的后边缘处形成卷边凸缘时，外面板18可以在后凸缘58和内面板12的卷边凸缘部分60处围绕外带加强件50卷绕。因此，后凸缘58可以夹置在内面板12的卷边凸缘部分60与外面板18之间。类似地，卷边凸缘部分60可以夹置在外带加强件50的后边缘58与外面板18的后部部分之间，外面板18的后部部分已经围绕后边缘58和卷边凸缘部分60卷绕。

内面板12还可以包括台阶部分62，台阶部分62从后凸缘部分60台阶式下降。台阶部分62可以限定相对于内面板12向外面向的支承表面66，其中，支承表面66面向外带加强件50。支承表面66可以构造成与外带加强构件50相互作用并且承靠外带加强构件50，如将在下面进一步描述的。

如在图4中所示出的，台阶部分64可以进一步支撑窗框架加强件26与内面板的附接，并且在窗框架加强构件26与外带加强件50之间可以限定出开放空间。窗框架加强构件26因此可以具有与包括台阶部分62的内面板12的形状相对应的形状。

在图4中所示出的一个方面，外带加强件50可以包括从外带加强件50朝向内面板12延伸的碰触构件68。碰触构件68也可以被称为突出件或支腿。更具体地，碰触构件68可以朝向由内侧面板12的台阶部分62限定的支承表面66延伸并且抵接支承表面66。在一个方面，碰触构件68可以限定具有向外面向的开口并且该开口在其内端部处闭合的中空腔，其中，该内端部抵接支承表面66。中空的碰触构件68可以具有围绕其周缘大致恒定的侧壁厚度，并且该侧壁厚度与外带加强构件的其余部分大约相同。

图4还图示了在邻近窗框架加强件26的下边缘的位置处接触支承表面66的碰触构件68。碰触构件68还设置在窗框架加强件26与闩锁加强件28之间。窗框架加强件26和闩锁加强件28在内面板12上设置成与台阶部分62接触。如在图4中所示出的，碰触构件与内门面板12直接接触，正如窗框架加强件26和闩锁加强件28也与内门面板12直接接触一样。将理解的是，直接接触旨在包括下述布置结构：在该布置结构中，粘合件或类似物可以设置在相邻面板/加强构件之间。

如在图4中所示出的，外带加强件50可以在堆叠方向上设置在窗框架加强件26上方，但是可以与窗框架加强件26间隔开。如在图4中所示出的，除了碰触部件68与台阶部分62之间的直接接触之外，外带加强件50可以直接抵靠内门面板的卷边凸缘部分60设置。外带加强件50所抵靠应用的卷边凸缘部分60可以略微凹入或者台阶式下降，使得内面板12的后边缘在外带加强件50被置于内门面板12上时过渡到外带加强件50。外带加强件50和内面板12在卷边凸缘部分60的位置处的组合厚度可以大于内面板12的相邻厚度。换句话说，内面板沿着其后边缘的厚度可以是大致恒定的，使得与其他部件的交叠位置具有更大的整体厚度。

如在图2中所示出的，***10还可以包括可以应用于外带加强构件50的抗振材料70。抗振材料70也可以应用于冲击梁40，如图4中所示出的。抗振材料70可以沿着面板或其他片材的其他部段设置，以减少如由建模和其他分析确定的振动。冲击梁40和外带加强构件两者通常与内面板12间隔开，从而跨越由内面板12限定的内部腔或空间，并且因此可能相对于直接应用于内面板12的表面并与内面板12的形状和轮廓相匹配的各种加强面板更易受到振动的影响。

图2至图4图示了处于大致组装状态下的***10，其中，为了清晰起见，移除了外面板18，并且图示了内面板12与附接至内面板12的各种加强件的安装关系。将理解的是，内面板12可以具有在其上形成的各种支撑表面，相应的加强面板可以抵靠所述支撑表面安置。内面板12可以由冲压金属材料、比如冷成形金属板材料或热处理材料形成。内面板12也可以由层状复合材料形成。

类似地，本文中所描述的各种加强件可以由冲压金属板或复合材料形成。除了冲击梁40和外带加强构件50之外，本文中所描述的加强构件在它们安装所在的位置中基本上可以具有与内面板12相同的形状和轮廓。

在一个方面，外带加强件50可以由叠层碳纤维RTM材料形成。闩锁加强件28可以是铝冲压件(AL5032H32)。窗框架加强件26可以是短切纤维SMC材料。冲击梁40可以是2.5mm厚的热成形铝材料(AL7075)。外面板18可以是1.0mm厚的热成型镁。限位件连杆加强件30和下部铰链加强件30、32可以是铝挤压件(AL6062-T6)。材料的以上布置提供了部件和材料的有益组合的一个示例。然而，将理解的是，根据车辆和门的特殊需要，可以为这些部件中的每个部件使用替代材料。也可以使用各种形状和厚度。

外带加强构件50以及与内面板12的卷边凸缘部分60形成的搭接接头有助于为***10的侧门结构提供较高的上部框架刚度。此外，碰触构件68在***10的侧门结构中提供额外的较高的上部框架刚度。这两个特征均有助于提供上部框架刚度。此外，这两个特征均可以用于包括金属、复合材料等在内的各种材料的结构中。

通过在代表性的复合材料侧门结构上包括这些特征，实现了高于目标的刚度值。复合材料与金属材料相比具有较低的模量，这可以增加实现上部框架刚度目标的挑战，并且仍然实现比目标值高的值。因此，这些特征可以应用于更高模量的金属材料，并且也将产生高于目标的高刚度值，从而产生最佳密封性能。因此，在车辆门结构具有高于目标的刚度值的情况下，车辆门可以承受更大的密封载荷和/或为门密封件提供更大的压缩，从而降低风噪声等，这在较软的密封材料以及降低的密封载荷的情况下是常见的。

此外，通过允许在负载或刚度要求较低的区域中使用较少的材料，使用具有相应加强构件的内门面板12可以减轻门的重量。出现增加的负载的区域可以经由加强构件来建立并加强，以用于承受典型负载，比如在铰链或闩锁处、或者在窗开口处。冲击梁40和外带加强构件50为了安全提供额外的结构支撑。

显然，根据以上教示，本发明的许多修改和变型是可能的，并且可以在所附权利要求的范围内以不同于具体描述的方式进行实践。这些先行的叙述应该被解释为涵盖本发明的新颖性发挥其效用的任何组合。

Claims (15)

1.一种门面板结构***，所述***包括：

内面板，所述内面板具有前部部分、后部部分、上部部分和下部部分；

外面板，所述外面板定尺寸并布置成与所述内面板相匹配，以限定具有第一刚度和内部腔的门结构；

外带加强构件，所述外带加强构件在所述内面板的所述前部部分与所述后部部分之间延伸，并且竖向地设置在所述上部部分与所述下部部分之间，并且侧向地设置在所述外面板与所述内面板之间；

其中，所述外带加强构件与所述内面板的卷边凸缘部分限定了搭接接头，其中，所述卷边凸缘部分设置在所述内面板的所述后部部分上；

碰触构件，所述碰触构件从所述外带加强构件向内延伸成与所述内面板的支承表面接触；并且

其中，所述搭接接头和与所述支承表面的接触相结合以限定比所述第一刚度大的第二刚度。

2.根据权利要求1所述的***，其中，所述内面板的所述卷边凸缘部分设置在所述内面板的后边缘处，其中，所述外面板交叠所述搭接接头并且围绕所述内面板的所述后边缘卷绕以限定出卷边凸缘。

3.根据权利要求1所述的***，其中，所述碰触构件与所述外带加强构件一体地形成。

4.根据权利要求1所述的***，其中，所述内面板限定有相对于卷边凸缘部分凹入的台阶部分，其中，所述碰触部分接触所述台阶部分的支承表面。

5.根据权利要求1所述的***，其中，所述内面板的所述卷边凸缘部分相对于所述内面板的所述后部部分的相邻部段台阶式下降，使得所述外带加强构件和所述相邻部段是大致连续的并且限定了供安装所述外面板的共同平面。

6.根据权利要求1所述的***，还包括附接至所述内面板的至少一个加强构件。

7.根据权利要求6所述的***，其中，所述至少一个加强构件包括窗框架加强构件。

8.根据权利要求7所述的***，其中，所述窗框架加强构件的下部部分侧向地设置在所述内面板与所述外带加强构件之间。

9.根据权利要求8所述的***，其中，所述窗框架加强构件的下部部分具有与所述内面板的内表面对应的轮廓，并且其中，所述外带加强构件与所述窗框架加强构件间隔开。

10.根据权利要求9所述的***，其中，所述碰触构件和所述窗框架加强构件各自直接地接触所述内面板的内表面。

11.根据权利要求1所述的***，其中，所述外带加强构件在所述外带加强构件的后部部分处限定有贯通开口，其中，所述碰触构件设置成邻近所述贯通开口。

12.根据权利要求1所述的***，还包括冲击梁，所述冲击梁在所述内部腔内在前后方向上延伸并且固定至所述门结构，其中，所述冲击梁为所述门结构提供额外的刚度。

13.一种增加门面板结构***的刚度的方法，所述方法包括：

提供具有前部部分、后部部分、上部部分和下部部分的内面板；

将外带加强构件附接至所述内面板，其中，所述外带加强构件沿所述门面板结构的前后方向延伸；

在所述外带加强构件的后端部与所述内面板的卷边凸缘部分之间产生搭接接头；

使所述外带加强构件的碰触构件与所述内面板的支承表面接触，其中，所述支承表面相对于所述搭接接头台阶式下降；

将所述外面板附接至所述内面板，其中，所述外面板覆盖所述外带加强构件并且与所述内面板限定出内部腔。

14.根据权利要求13所述的方法，还包括将所述外面板的后边缘围绕所述搭接接头卷绕，并且围绕所述外带加强构件的后端部和所述内面板的所述卷边凸缘部分限定出卷边凸缘。

15.根据权利要求13所述的方法，还包括将所述窗框架加强构件附接至所述内面板并且在所述窗框架加强构件的下部部分上方将所述外带加强构件附接至所述内面板，其中，所述外带加强构件与所述窗框架加强构件的下部部分间隔开，以在所述外带加强构件与所述窗框架加强构件的下部部分间之间限定出开放空间。

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