JP2004504215A - 超軽量車両用スライドドア - Google Patents
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Abstract
車両用スライドドア2は、押し出し成形されたアルミニウム管を含むスペースフレームを含み、アルミニウム管には、アルミ製インナパネル40及びアウタパネル80が取り付けられる。車両用ドアは、ウインドウオープニング41が形成されたインナパネル40(図5)を含み、インナパネル40の外側の表面43には、ウインドウオープニングの一部を包囲するU字形の溝42が形成される。スペースフレーム10(図1)は、U字形の溝42に収まるU字形の部材を含み、対の互いに離間した脚部22,24を有する。アウタパネル80(図8)は、インナパネル40の外側の表面43に固定され、スペースフレームの各脚部の一部が、インナパネルとアウタパネルの間に配設されるようにする。
Description
【0001】
本発明は、車両用のスライドドアに係り、より詳細には、軽量アルミの薄板のスライドドアに関する。
【0002】
スライドドアは、しばしば、バンやより顕著にはミニバンを含む種の車両に装着される。ミニバンにおいて、右側のドア、若しくは、右側のドア及び左側のドアは、車体に形成された溝によりスライド可能である。これらのドアは、比較的広い開口部を介して車両の乗員空間へのアクセスを提供する。
【0003】
スライドドアは、水、空気、及びノイズのような環境をシール(離隔)すべきである。このため、ドア構造は、剛構造であり、側突時の車両の乗員のための規定された乗員空間の確保をドアに要求する標準FMVSS214の安全基準を満たす必要がある。ドアに必要な強度及び剛性を達成し、最低限の安全要求を満たすべく、ドアは、典型的には、スチールにより形成される厚みのある強度部材である。これらの現在利用可能なスチール製スライドドアは、重量が重く、DiW(ホワイト状態(ぎ装前)のドア)で約44ポンド以上あり、また、比較的厚みがあり、典型的には断面で約120mmある。アルミのような軽金属は、一般的に、製造の困難性に起因してこの厚みに不適である。スチール製のドアを重量低減の為により薄くした場合、結果として得られる構造の性能は許容できないだろう。
【0004】
従来の重量の大きなスライドドアの更なる欠点は、特に車両が丘に停車した時、開閉が困難であり、開位置にドアを保持するのに対応してより重量のある機構が必要となる。小さな子供にとっては、従来のスライドドアは、禁止同然なほどに開閉が困難である。あるスライドドアは、ドアの電動操作のためのモータを備えている。電動スライドドアは、ある個人にとって感じられる困難の幾つかを克服するものの、ドアの重量は、ドアモータ用に必要な電力及び車両全体の重量の観点から問題である。
【0005】
従来のスチール製ドアは、典型的には、スチール製のインナパネル及びアウタパネルにより製造される。スチール製パネルは、ドアの構造的な強度をもたらし、意匠的な機能と共にドアハードウェアの取り付け部を供するパネルとしての機能を果たす。インナパネル及びアウタパネルのそれぞれの外周は、ドアのベルトライン上側で、U字形のエンボスを含む。これらのエンボスは、組み立てられたドアの外周においてボックス型のビームを形成するようそれぞれのU字形の開口が対向配置される。インナパネル及びアウタパネルは、ベルトライン下側では、ドアの中心部においてインナパネル及びアウタパネルの間に空隙が形成された状態で、外周に沿って互いに結合される。インナパネルに一体的に形成された複数のタブは、インナパネルから離反する方向に曲げられる。タブの端部は、アウタパネルの内側の表面と突合せされ、これにより、インナパネル及びアウタパネル間の剛性のある接続部が形成される。インナパネル及びアウタパネル間の間隙は、ドアのインナパネル及びアウタパネル間へのドアハンドルやロック機構の挿入やそれらの将来の整備を可能とし、また、ドアの適切な構造的な剛性をもたらす。それ故に、従来のスチール製のドアの断面厚さは、典型的に120mmを超え、アルミのようなより軽量の材料の使用の制約となる。
【0006】
ドアハンドルやドアロック用のハードウェアやステレオスピーカのような数多くの部品が、ドアのインナパネルの作業孔を介してインナパネル及びアウタパネル間の空隙に挿入される。従って、インナパネル及びアウタパネル間の空隙は、ドアのハードウェアや他の車両のぎ装品を収容するのに十分な大きさでなければならない。これらの部品の組付け及び整備は、厄介であり、インナパネル及びアウタパネル間の空隙にアクセスするための工具や熟練技術を要する。
【0007】
車体のパネルの重量を低減する試みとして、あるボデーパネルをアルミやプラスティックのような軽量な材料で形成することがなされている。例えば、米国特許第5,449,213号には、対のインナパネルと対のアウタパネルの間に挟み込まれる管状フレームを有するアルミ製はね上げ式の可動扉が開示されている。フレームは、はね上げ式扉のための耐荷重構造として機能するが、この特許文献に開示されるパネルには、車両の側部に装着されるスライドドアのハードウェアや、スライドドアのコンツア(表面形状)及び他のデザイン要求に対する対応がなされていない。
【0008】
従って、車室内空間を最大化し、ドアハードウェアへの容易なアクセス性を可能とする、薄板で、軽量のスライドドアに対する要望が依然としてある。
【0009】
この要望は、本発明の車両用スライドドアにより達成される。本発明は、インナパネル、アウタパネル、及びスペースフレームを有する車両用ドアを含む。インナパネル、アウタパネル、及びスペースフレームは、アルミニウム、スチール(鋼)、及びプラスティックを含む種々の材料から形成され、好ましくは、アルミニウムから形成される。インナパネルは、ウインドウオープニングが形成され、インナパネルの外側の表面には、前記ウインドウオープニングの一部を包囲するU字形の溝が形成される。ドアの構造負荷を主に負担するスペースフレームは、U字形の溝に収められ、ハイドロフォームによるアルミニウム管を含み、アルミニウム管は、インナパネルに固定される長手方向に延びるフランジを備える。管は、U字形であり、インナパネルの上部を横方向に延在し、インナパネルの一端の下部まで延在する一方の脚部と、インナパネルの他端の下部まで延在する他方の脚部とを含む。スペースフレームは、更に、各端部で管の各脚部に固定される侵入防止用ビームを更に含む。侵入防止用ビームは、Σ形の溝を画成し、当該溝に配置される充填剤(例えば、発泡材)を含む。インナパネルは、ウインドウが配設される開口を画成する。アウタパネルは、ウインドウオープニングの下側の位置でインナパネルの外側の表面に固定され、アウタバランスは、ウインドウオープニングの上側の位置でインナパネルの外側の表面に搭載される。
【0010】
インナパネルの内側の表面は、一若しくはそれ以上の窪みを含み、これに対応して、インナパネルの外側の表面には、好ましくは切頭円錐形の***部が形成され、当該***部は、緩衝部材を介してアウタパネルから離間した状態となる。窪みは、ドア駆動用モータ、ドアラッチ機構等のための収容スペースを供するように構成される。ハウジング/支持体は、インナパネルの内側の表面に固定され、ロック機構のようなドアのハードウェアを収容するように構成される。ドアは、インナパネルの内側の表面に搭載されスペースフレームに固定される少なくとも1つのブラケットを更に含み、ブラケットは、ドアを車体に取り付けるために用いられる。ドア全体の断面の厚みは、約35mm若しくはそれ以下である。
【0011】
本発明は、ウインドウオープニングを備えたインナパネル及びアウタパネルを一枚のシート材から打ち抜き、スペースフレームをインナパネルとアウタパネルの間に組付けるステップを有する車両用ドア製造方法を含む。インナパネルを打ち抜く工程は、(i)インナパネルの外側の表面上の***部に対応した内側の表面の窪み、及び、(ii)ウインドウオープニングを包囲するU字形の溝を形成することを含む。打ち抜き工程中、インナパネルのウインドウオープニングの形成に使用されたシート材は、ドアロックのハードウェア支持体のためのハウジングを形成するために使用されて良い。スペースフレームは、好ましくは、管をU字形に曲げ、上部と該上部からそれぞれ延在する対の脚部を形成し、ビームの両端を対応する脚部に取り付け、次いで、長手方向に延在するフランジが一体形成されるよう管をハイドロフォーミングすることにより、形成される。ドアの組み立て時、管は、侵入防止用ビームに同一平面内に組み付けられ、次いで、U字形の溝内に載置され、管のフランジがインナパネルに固定される。本方法は、更に、シート材からバランスを打ち抜き、バランスをインナパネルにウインドウオープニングの上側で固定することを含む。好ましくは、バランス及びアウタパネルは、単一のシート材から近傍の領域で打ち抜かれる。
【0012】
本発明の完全な理解は、類似する部品が類似する参照文字で指示されている添付図面に関連した次の説明に基づいて得ることができるだろう。
【0013】
以下、説明の目的のため、用語“上”、“下”、“右”、“左”、“鉛直”、“水平”、“底”及びその類の用語は、図面において方向付けられている本発明に基づく。しかし、本発明が、特に明示しない限り、種々の代替的な変形やステップシーケンスをとることができることは理解されるべきである。また、添付図に開示されるか、若しくは、次に説明される特別なデバイスやプロセスが、単に本発明の模範的な実施例であることは理解されるべきである。従って、ここで開示される実施例に関連する特別な寸法や物理的特徴は、限定として解釈されるべきでない。
【0014】
本発明の車両用スライドドア2(図10)は、最も基本的な形態では、スペースフレーム10(図1)を含み、スペースフレーム10は、インナパネル40(図5)と、アウタパネル80(図8)及びアウタバランス100(図9)を有する2部品構成のアウタパネル部材との間に固定される。ドア2は、アルミニウムから製造されるものとして以下説明するが、スチールやプラスティックを含む他の適切な材料を除外することを意図したものでない。スペースフレーム10は、車両用スライドドア2に対して大黒柱(背骨)のような機能を果たし、車両で使用されるのに必要な強度及び剛性を提供する。ここで、説明の都合上、本発明のドア2は、左の後部座席用のドアとして以下説明するが、本発明は、右の後部座席用ドアのような他の位置のドア2を含む。用語“前”及び“後”は、車両に装着された際の車両の前部及び後部を参照して、ドアの前方向及び後方向を指す。ドア2は、ガラス(ガラスウインドウ等)の無いDiWとして説明する。
【0015】
図1乃至図4を参照するに、スペースフレーム10は、ハイドロフォームによるアルミニウム管12と、それに固定された侵入防止用ビーム14とを含む。アルミニウム管12は、長手方向に延びるフランジ16を含む。管12は、従来の製法で製造され、例えば、50mmの直径の管を、好ましくは1.6mmの厚さで押し出し、押し出された管12をU字型に曲げることにより製造される。湾曲管12は、次いで、ハイドロフォームプレス機に載置され、管の端部18,20がシールされ、内圧が印加されフレンジ16を形成するようにプレス機が閉じられ、図2に示すような断面形状と共に車両の側部の3次元外形形状(コンツア)が形成される。管の前側の脚部22は、後側の脚部24よりも長い(この理由は、後に詳説する)。管12の上側の部位26の断面形状及び形成される内部の空隙形状は、必ずしも管12の長さ全体に亘り一定である必要は無い。脚部22,24の下側の部位では、断面形状は、図2に示すものよりも平たくなる(厚みが小さい)。侵入防止用ビーム14は、管12の端部18,20間に架設され、フランジ16の端部に形成される穴(図示せず)を貫通する、Rivnuts(R)のような固定部材(図示せず)を介して固定される。
【0016】
図3及び図4を参照するに、侵入防止用ビーム14は、略Σ形の断面形状を有する細長い部材30を含む。Σ形の断面形状は、この参照により開示に含まれる係属中の米国出願番号09/120,271号(1998年7月21日出願、発明の名称“Multi−Material Hybrid Bumper”)に開示されるような侵入防止用ビームの剛性及び強度を高める役割を果たす。細長い部材30は、好ましくは、アルミニウム関連合金6082−T2や6013−T6のような、押し出し成形用の高強度アルミニウム合金から形成される。侵入防止用ビーム14は、補強材料34が充填される細長い空間32を形成する。補強材料34は、エネルギ吸収特性を有する純粋な若しくはリサイクルされた発泡材や繊維補強材料であってよい。補強材料34は、侵入防止用ビーム14の剛性及び強度並びにエネルギ吸収能力を強化する。
【0017】
図5乃至図7を参照するに、インナパネル40は、アルミニウムの単一のシート材から形成され、ウインドウオープニング41を画成する一体部材を含む。U字形の溝42は、インナパネル40の外側の表面43に形成され、ウインドウオープニング41を3方から包囲し、インナパネル40の底部まで延在する。インナパネルの内側の表面44は、対応するリブ45を含む。インナパネルの内側の表面44は、更に、車両用ドア2を移動させるモータを収容するように大きさが設定された窪み46、ドアハンドルのハードウェアを収容するための窪み48、及び、ドアロックのハードウェアを収容するための窪み50を含む。窪み46は、インナパネル40の外側の表面43上の平らな部位51を含む。窪み48は、インナパネル40に開口52を画成し、ドアハンドルのハードウェアのドア2の外側からのアクセスが可能となる。窪み50は、同様に、インナパネル40に開口54を画成し、ドアロックのハードウェアへのアクセス性を提供する。インナパネル40の内側の表面44は、更に、対の窪み56,58を含み、それぞれの窪みは、インナパネル40の外側の表面43上の略平らな部位60,62を各々に備えた切頭円錐形を有する。窪み56,58は、好ましくは、ここで参照により結合する米国特許第5,244,745号に従って形成される。インナパネル40は、アウタパネル80に固定される平らな部位を備えた2以上の切頭円錐形を含んでもよい。
【0018】
図5及び図7に示すように、フランジ64は、ウインドウオープニング41を3方から包囲する。管12は、管のフランジ16がインナパネルのフランジ64の外側の表面上に着座するように、溝45に収容される。フランジ16は、好ましくは抵抗スポット溶接により、インナパネルのフランジ64に固定される。管12は、溝42内の他の位置でインナパネル40に固定されてよい。複数のボルト孔65,66は、インナパネル40に侵入防止用ビーム14を固定するためにインナパネル40に形成される。インナパネル40の後端のボルト孔65は、インナパネル40の前端のボルト孔66より高い位置にある。図6に示すように、実装された侵入防止用ビーム14は、ドア2の前側に向かって下方向に傾斜している。侵入防止用ビーム14の前端は、ドア2の重要な部位の荷重を支持するように位置決定され、侵入防止用ビーム14の後端は、侵入防止用ビーム14がドア2の近傍に着座する乗員のヒップポイントを通過するように、位置決定される。
【0019】
棚状部位68は、インナパネル40の外側の表面43から外側にウインドウオープニング41の第4の側(上述の3方でない残りの側)に沿って延在し、棚状部位68から上方向に延びる細長いタブ70が一体形成されている。インナパネル40の外周は、アウタパネル80、バランス100及びウインドウ(図示せず)が固定される結合面74を含む。
【0020】
図8乃至図12を参照するに、ドア2のエクステリアは、アウタパネル80と、バランス100とを含む。アウタパネル80のコンツア(図8)は、車両のエクステリアのための意匠に従って形成され、ドアハンドルのハードウェアが貫通して収容される開口82を有する。棚状部位84は、アウタパネル80の上側の縁部から内側に延在し、棚状部位84から上方向に延びる細長いタブ86が一体形成されている。インナパネルのタブ70は、開口52,82が図10に示すように適合するように、タブ86と合わせられ、好ましくは抵抗スポット溶接により、互いに結合される。
【0021】
図11を参照するに、窪み56は図示されていないが、窪み46,56,58の各々の平らな部位51,60,62は、好ましくは約3mmだけ、アウタパネル80の内側の表面90から離間している。侵入防止用ビーム14は、同様に、好ましくは約3mmだけ、アウタパネル80から離間している。侵入防止用ビーム14は比較的高い剛性であるのに対して、アウタパネル80は比較的撓みやすい。このため、侵入防止用ビーム14とアウタパネル80の間、及び、平らな部位51,60,62とアウタパネル80の間には、好ましくは、緩衝部材が設けられる。ドア2は、緩衝が必要な箇所において複数の緩衝部材92を含む。緩衝部材92は、好ましくは、ガムドロップと称される発泡接着剤から形成される。ガムドロップが緩衝される表面の1つに塗布され、ドア構成部品が組み付けられ、熱によりドアの塗装が完了される。塗装工程の熱により、ガムドロップは膨張し、緩衝が必要な表面間の空間を埋める。ガムドロップの膨張後、アウタパネル80は、手のひらにより試験により決定されるような最小限の撓み性を呈する。
【0022】
図8及び図12を参照するに、アウタパネル80は、前側のヘム部材95を備えた前側の側部部材94と、後側のヘム部材97を備えた後側の側部部材96とを含む。前側の側部部材94及び後側の側部部材96は、それぞれ、インナパネル40及びアウタパネル80間の隙間の幅にほぼ等しい長さを有している。ヘム部材95,96は、インナパネル40の前側及び後側の縁部で折り返され、ドア2の下側の部位の前縁及び後縁が仕上がる。
【0023】
図9及び図10を参照するに、外側のバランス100は、ウインドウオープニング41の上側のインナパネル40の上側の部位に搭載される。バランス100は、ウインドウオープニング41の上側の、インナパネル40の結合面74と管12に重なり合わせられる略平らな部位102を含む。平らな部位102の下側の縁部104は、ウインドウの形状に対応した形状を有し、好ましくは、湾曲している。複数の第1のタブ106及び第2のタブ108は、平らな部位102と一体形成され、縁部104から延在する。タブ106,108は、管12のフランジ16と合わせられるように構成され、好ましくは抵抗スポット溶接で、固定される。タブ106,108の相対的な大きさ及び位置は、スペースフレーム10の一体型フランジ16にバランス100を固定する観点から適切に決定される。
【0024】
図10に示すように、インナパネル40の部位及び管12の部位は、参照符合110で指示された外側の部材により覆われていない。使用時には、ガラスウインドウ(図示せず)のようなガラスが、ウインドウオープニング41をカバーするように実装される。ウインドウの縁部は、バランスのタブ106,108、部位110及びアウタパネルの細長いタブ86の外側の表面と重なる。ウインドウガラスは、ドア2に接着剤により固定される。好ましくは、ウインドウの縁部は、部位110(インナパネル40及びタブ12を含む)が透視できないように着色される。
【0025】
図13及び図14を参照するに、ハードウェア支持体120は、インナパネル40の内側の表面44に固定される。ハードウェア支持体は、相互に係合された対のハウジング122,124を含む。本発明は、対のハウジング122,124を有するとして説明するが、単一の一体ハウジングも本発明の範囲内である。対のハウジングは、以下で説明するようなある製造上の利点のための採用される。ハウジング122は、一体形成されたフランジ128を備えた対の対向壁126を含み、対向壁126の間に溝130を画成する。ハウジング124は、溝130内に収容される細長い部位132を含み、細長い部位132は、第1のハウジング122の壁126に重なる対向壁134を含む。ハウジング124は、更に、壁138及びフランジ140を有する延長部位136を含む。フランジ128,140は、好ましくはインナパネル40及びハードウェア支持体120の開口を通る締結具を介して、インナパネルに固定される。ハウジング122,124は、各端部でドアロックのハードウェアを格納するように構成され、その大きさが決定されている。ハードウェア支持体は、対のロックボルト用開口141を画成しており、ロックボルト(図示せず)が、開口141を通って延在し、車両の対応するロックハードウェアと係合する。更に、ハードウェア支持体は、車両用ドアの第2の侵入防止用ビームとして役割を果たす。
【0026】
図13は、また、インナパネル40に固定される複数のブラケット142,144,146を示す。ブラケット142,144,146は、それぞれ、ドア2の開閉時にドア2の動きをガイドするための、車体に形成された溝若しくはトラックに収容されるよう構成された複数のローラを含む。好ましくは、各ブラケット142,144,146は、ブラケット及びインナパネル40を貫通し管12内に至るボルト等で管12に締結され、ブラケット142は、ドア2の荷重の大部分を負担する。ブラケット142,144,146は、管12によって直接支持されているので、先行技術のスライドドアのようにインナパネル40に補強部材を設定する必要は無い。ブラケット142,144,146は、鋳造アルミニウム、マグネシウム合金若しくは成形プラスティックにより形成されてよい。
【0027】
好ましい実施例では、上述の本発明の構成部材のそれぞれは、侵入防止用ビーム14の発泡材34、プラスティック製ブラケット142,144及び/又は146を除いて、アルミニウムから形成される。このため、本発明によるドアの重量は、スチール製のスライドドアよりも顕著に小さくなる。典型的なスチール製のスライドドアは、44ポンドのオーダの重量である。本発明により製造されるドアは、約20から21ポンドの重量である。これは、比較的薄い厚さのアルミニウムシートをインナパネル40及びアウタパネル80の製造のために使用していることにより、部分的に達成されている。インナパネル40及びアウタパネル80は、約0.8から1mmの厚さのアルミニウムから形成されてよい。先行技術のスライドドアは、約0.7mmの厚さのスチールから形成される。スチール製スライドドアに対する従来の設計がアルミ製ドアの製造に適用された場合、アルミは、必要な強度を達成するためには、約1.5から1.6mmの厚さを有する必要があるだろう。しかしながら、本発明のスライドドアは、比較的薄い(1mm若しくはそれ以下)アルミニウムの利用を可能とし、これにより、先行技術のドアよりもドア全体重量を大幅に低減することが可能となる。従って、本発明の車両用ドアは、軽量であり、車両に装着された際に開閉が容易である。本発明のドアの軽量は、車両全体の重量を低減し、燃費を向上する。
【0028】
管12、侵入防止用ビーム14、インナパネル40,アウタパネル80、及び、バランス100が、アルミニウムから製造される時、ドア2は、約35mm若しくはそれ以下の厚さであってよく、先行技術のドアよりも非常に薄くなる。かかる薄いドアは、車両に装着された時、より大きな車室内の内部空間が確保され、これにより、乗員の快適性が向上し、及び/又は、追加の荷物スペースの形成が可能となる。
【0029】
更に、本発明の車両用ドアは、製造がより容易であり、特にロック及びウインドウのハードウェアの組付けの際の作業性が良好である。ロックの全てのメカニカルな部分は、予めアセンブリされていてよく、ハードウェア支持体120に搭載され、インナパネル40の内側の表面44にアクセス可能である。その後、ロックやウインドウのハードウェアを支持するハードウェア支持体120は、露出したインナパネル40に容易に搭載できる。ハードウェア支持体120を含むドア2の組付け後、ドア2の内側の表面は、好ましくは、繊維若しくはプラスティック等の意匠トリムにより覆われる。このカバー材料は、必要に応じて、車両の寿命全体に亘りロックやウインドウのハードウェアの整備のため容易に取り外し可能である。
【0030】
先行技術の車両用スライドドアは、特別な装着工具や技術を用いた、組み付けられたインナパネル及びアウタパネル間の隙間へのドアハードウェアの挿入を必要とするのに対して、本発明のドア2は、ハードウェア支持体へのロックやウインドウのハードウェアの事前の組付けや搭載を可能とする。先行技術の車両用スライドドアは、ドアに強度を付与する構造上の目的を果たし、ドアの内部にドアハードウェアや他のぎ装品を保持するための外殻として機能するインナパネルを利用する。本発明のドア2は、ドアハードウェア等を搭載する役割をするインナパネルを含むが、ドア2の構造的な支持がスペースフレーム10により付与されている。このように、先行技術のインナパネルの2つの機能は、本発明のドア2の2つの別個の構成部材により実現される。
【0031】
本発明は、更に、(1)一枚の材料シートから、内側の表面と外側の表面を有するインナパネルをスタンピング(打ち抜き)するステップと、(2)一枚の材料シートからアウタパネルをスタンピングするステップと、(3)スペースフレームを形成するステップと、(4)インナパネルにスペースフレームを固定し、これにより、インナパネルとアウタパネルとの間にスペースフレームを配設するステップとを含む、スライドドアの製造方法を含む。材料は、好ましくは、アルミニウムを含む。インナパネルのスタンピングの際、インナパネルの内側の表面の窪み、ウインドウ及びドアハンドルやドアロックハードウェアに対する開口、及び、外側の表面のU字形の溝の全てが形成される。同様に、アウタパネル及びバランスのスタンピングの際、ここで示した特徴の全てが形成される。
【0032】
本発明のドア2は、先行技術の車両用スライドドアよりも少ない材料を用いる。従来のスチール製のパネルは、単一のスチールシートから、ウインドウオープニングを打ち抜く工程で打ち抜きされる。スチールのシートの大部分は、ウインドウオープニングの打ち抜きで無駄となる。本発明では、アウタパネル80及びバランス100のための材料は、単一のアルミニウムシートから打ち抜かれ、アウタパネル80及びバランス100は、ウインドウオープニングのための打ち抜きを必要とすることなく、互いに近接するシートの部位から打ち抜きされる。このようにして、従来のドア製造プラックティスによればウインドウオープニングの打ち抜きで廃材となっていた材料が、有効利用される。或いは、アウタパネル80及びバランス100は、アルミニウムの別のシート材から打ち抜きされてよく、これにより、バランス100及びアウタパネル80がスペースフレーム10の近傍に組み付けられる時にウインドウオープニングが形成される故に、ウインドウオープニングのための打ち抜きの必要を回避する。
【0033】
同様に、インナパネル40及びハウジング122,124が、単一のアルミニウムシートから打ち抜かれてよい。ウインドウオープニングの打ち抜き領域(開口領域)は、ハウジング122,124を製造するために使用されてよい。アセンブルされたハードウェア支持体120は、好ましくは、ウインドウオープニングより長く、従って、ウインドウオープニングの打ち抜き領域は、一体のハウジングを製造するには小さすぎる。しかしながら、ハウジング122,124は、ウインドウオープニングの打ち抜き領域から打ち抜きできるように大きさが決定されてよく、ハードウェア支持体120を形成するために組み立てられる。ハードウェア支持体120は、金属の単一片から製造されてよく、ウインドウオープニングの打ち抜き領域を利用しなくてもよいが、上述の如くインナパネル40と共にハウジング122,124を打ち抜くことによってアルミニウムの廃材を最小化することが好ましい。
【0034】
以上、好ましい実施例を説明したが、本発明は、請求項の観点の範囲内で異なる態様で具現化されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】
ハイドロフォームされた管及び侵入防止用ビームを含む本発明の車両用ドアのスペースフレームの斜視図である。
【図2】
図1のライン2−2に沿って切断された際の、ハイドロフォームされた管の断面図である。
【図3】
図1の侵入防止用ビームの側面図である。
【図4】
図1のライン4−4に沿って切断された際の侵入防止用ビームの断面図である。
【図5】
本発明により製造されたスライドドアのインナパネルの内側表面の斜視図である。
【図6】
図1のスペースフレームが取り付けられた図5のインナパネルの外側表面の斜視図である。
【図7】
図6のライン7−7に沿って切断された際のインナパネルの断面図である。
【図8】
本発明の車両用ドアのアウタパネルの外側表面の斜視図である。
【図9】
本発明の車両用ドアのアウタバランスの外側表面の斜視図である。
【図10】
本発明の組付け状態のドアのエクステリアの斜視図である。
【図11】
図10のライン11−11に沿って切断された際の組付け状態のドアの部分断面図である。
【図12】
図10のライン12−12に沿って切断された際の組付け状態のドアの部分断面図である。
【図13】
ハードウェア支持体及び取り付けブラケットを含む図5のインナパネルの斜視図である。
【図14】
図13のハードウェア支持体の下側の斜視図である。
本発明は、車両用のスライドドアに係り、より詳細には、軽量アルミの薄板のスライドドアに関する。
【0002】
スライドドアは、しばしば、バンやより顕著にはミニバンを含む種の車両に装着される。ミニバンにおいて、右側のドア、若しくは、右側のドア及び左側のドアは、車体に形成された溝によりスライド可能である。これらのドアは、比較的広い開口部を介して車両の乗員空間へのアクセスを提供する。
【0003】
スライドドアは、水、空気、及びノイズのような環境をシール(離隔)すべきである。このため、ドア構造は、剛構造であり、側突時の車両の乗員のための規定された乗員空間の確保をドアに要求する標準FMVSS214の安全基準を満たす必要がある。ドアに必要な強度及び剛性を達成し、最低限の安全要求を満たすべく、ドアは、典型的には、スチールにより形成される厚みのある強度部材である。これらの現在利用可能なスチール製スライドドアは、重量が重く、DiW(ホワイト状態(ぎ装前)のドア)で約44ポンド以上あり、また、比較的厚みがあり、典型的には断面で約120mmある。アルミのような軽金属は、一般的に、製造の困難性に起因してこの厚みに不適である。スチール製のドアを重量低減の為により薄くした場合、結果として得られる構造の性能は許容できないだろう。
【0004】
従来の重量の大きなスライドドアの更なる欠点は、特に車両が丘に停車した時、開閉が困難であり、開位置にドアを保持するのに対応してより重量のある機構が必要となる。小さな子供にとっては、従来のスライドドアは、禁止同然なほどに開閉が困難である。あるスライドドアは、ドアの電動操作のためのモータを備えている。電動スライドドアは、ある個人にとって感じられる困難の幾つかを克服するものの、ドアの重量は、ドアモータ用に必要な電力及び車両全体の重量の観点から問題である。
【0005】
従来のスチール製ドアは、典型的には、スチール製のインナパネル及びアウタパネルにより製造される。スチール製パネルは、ドアの構造的な強度をもたらし、意匠的な機能と共にドアハードウェアの取り付け部を供するパネルとしての機能を果たす。インナパネル及びアウタパネルのそれぞれの外周は、ドアのベルトライン上側で、U字形のエンボスを含む。これらのエンボスは、組み立てられたドアの外周においてボックス型のビームを形成するようそれぞれのU字形の開口が対向配置される。インナパネル及びアウタパネルは、ベルトライン下側では、ドアの中心部においてインナパネル及びアウタパネルの間に空隙が形成された状態で、外周に沿って互いに結合される。インナパネルに一体的に形成された複数のタブは、インナパネルから離反する方向に曲げられる。タブの端部は、アウタパネルの内側の表面と突合せされ、これにより、インナパネル及びアウタパネル間の剛性のある接続部が形成される。インナパネル及びアウタパネル間の間隙は、ドアのインナパネル及びアウタパネル間へのドアハンドルやロック機構の挿入やそれらの将来の整備を可能とし、また、ドアの適切な構造的な剛性をもたらす。それ故に、従来のスチール製のドアの断面厚さは、典型的に120mmを超え、アルミのようなより軽量の材料の使用の制約となる。
【0006】
ドアハンドルやドアロック用のハードウェアやステレオスピーカのような数多くの部品が、ドアのインナパネルの作業孔を介してインナパネル及びアウタパネル間の空隙に挿入される。従って、インナパネル及びアウタパネル間の空隙は、ドアのハードウェアや他の車両のぎ装品を収容するのに十分な大きさでなければならない。これらの部品の組付け及び整備は、厄介であり、インナパネル及びアウタパネル間の空隙にアクセスするための工具や熟練技術を要する。
【0007】
車体のパネルの重量を低減する試みとして、あるボデーパネルをアルミやプラスティックのような軽量な材料で形成することがなされている。例えば、米国特許第5,449,213号には、対のインナパネルと対のアウタパネルの間に挟み込まれる管状フレームを有するアルミ製はね上げ式の可動扉が開示されている。フレームは、はね上げ式扉のための耐荷重構造として機能するが、この特許文献に開示されるパネルには、車両の側部に装着されるスライドドアのハードウェアや、スライドドアのコンツア(表面形状)及び他のデザイン要求に対する対応がなされていない。
【0008】
従って、車室内空間を最大化し、ドアハードウェアへの容易なアクセス性を可能とする、薄板で、軽量のスライドドアに対する要望が依然としてある。
【0009】
この要望は、本発明の車両用スライドドアにより達成される。本発明は、インナパネル、アウタパネル、及びスペースフレームを有する車両用ドアを含む。インナパネル、アウタパネル、及びスペースフレームは、アルミニウム、スチール(鋼)、及びプラスティックを含む種々の材料から形成され、好ましくは、アルミニウムから形成される。インナパネルは、ウインドウオープニングが形成され、インナパネルの外側の表面には、前記ウインドウオープニングの一部を包囲するU字形の溝が形成される。ドアの構造負荷を主に負担するスペースフレームは、U字形の溝に収められ、ハイドロフォームによるアルミニウム管を含み、アルミニウム管は、インナパネルに固定される長手方向に延びるフランジを備える。管は、U字形であり、インナパネルの上部を横方向に延在し、インナパネルの一端の下部まで延在する一方の脚部と、インナパネルの他端の下部まで延在する他方の脚部とを含む。スペースフレームは、更に、各端部で管の各脚部に固定される侵入防止用ビームを更に含む。侵入防止用ビームは、Σ形の溝を画成し、当該溝に配置される充填剤(例えば、発泡材)を含む。インナパネルは、ウインドウが配設される開口を画成する。アウタパネルは、ウインドウオープニングの下側の位置でインナパネルの外側の表面に固定され、アウタバランスは、ウインドウオープニングの上側の位置でインナパネルの外側の表面に搭載される。
【0010】
インナパネルの内側の表面は、一若しくはそれ以上の窪みを含み、これに対応して、インナパネルの外側の表面には、好ましくは切頭円錐形の***部が形成され、当該***部は、緩衝部材を介してアウタパネルから離間した状態となる。窪みは、ドア駆動用モータ、ドアラッチ機構等のための収容スペースを供するように構成される。ハウジング/支持体は、インナパネルの内側の表面に固定され、ロック機構のようなドアのハードウェアを収容するように構成される。ドアは、インナパネルの内側の表面に搭載されスペースフレームに固定される少なくとも1つのブラケットを更に含み、ブラケットは、ドアを車体に取り付けるために用いられる。ドア全体の断面の厚みは、約35mm若しくはそれ以下である。
【0011】
本発明は、ウインドウオープニングを備えたインナパネル及びアウタパネルを一枚のシート材から打ち抜き、スペースフレームをインナパネルとアウタパネルの間に組付けるステップを有する車両用ドア製造方法を含む。インナパネルを打ち抜く工程は、(i)インナパネルの外側の表面上の***部に対応した内側の表面の窪み、及び、(ii)ウインドウオープニングを包囲するU字形の溝を形成することを含む。打ち抜き工程中、インナパネルのウインドウオープニングの形成に使用されたシート材は、ドアロックのハードウェア支持体のためのハウジングを形成するために使用されて良い。スペースフレームは、好ましくは、管をU字形に曲げ、上部と該上部からそれぞれ延在する対の脚部を形成し、ビームの両端を対応する脚部に取り付け、次いで、長手方向に延在するフランジが一体形成されるよう管をハイドロフォーミングすることにより、形成される。ドアの組み立て時、管は、侵入防止用ビームに同一平面内に組み付けられ、次いで、U字形の溝内に載置され、管のフランジがインナパネルに固定される。本方法は、更に、シート材からバランスを打ち抜き、バランスをインナパネルにウインドウオープニングの上側で固定することを含む。好ましくは、バランス及びアウタパネルは、単一のシート材から近傍の領域で打ち抜かれる。
【0012】
本発明の完全な理解は、類似する部品が類似する参照文字で指示されている添付図面に関連した次の説明に基づいて得ることができるだろう。
【0013】
以下、説明の目的のため、用語“上”、“下”、“右”、“左”、“鉛直”、“水平”、“底”及びその類の用語は、図面において方向付けられている本発明に基づく。しかし、本発明が、特に明示しない限り、種々の代替的な変形やステップシーケンスをとることができることは理解されるべきである。また、添付図に開示されるか、若しくは、次に説明される特別なデバイスやプロセスが、単に本発明の模範的な実施例であることは理解されるべきである。従って、ここで開示される実施例に関連する特別な寸法や物理的特徴は、限定として解釈されるべきでない。
【0014】
本発明の車両用スライドドア2(図10)は、最も基本的な形態では、スペースフレーム10(図1)を含み、スペースフレーム10は、インナパネル40(図5)と、アウタパネル80(図8)及びアウタバランス100(図9)を有する2部品構成のアウタパネル部材との間に固定される。ドア2は、アルミニウムから製造されるものとして以下説明するが、スチールやプラスティックを含む他の適切な材料を除外することを意図したものでない。スペースフレーム10は、車両用スライドドア2に対して大黒柱(背骨)のような機能を果たし、車両で使用されるのに必要な強度及び剛性を提供する。ここで、説明の都合上、本発明のドア2は、左の後部座席用のドアとして以下説明するが、本発明は、右の後部座席用ドアのような他の位置のドア2を含む。用語“前”及び“後”は、車両に装着された際の車両の前部及び後部を参照して、ドアの前方向及び後方向を指す。ドア2は、ガラス(ガラスウインドウ等)の無いDiWとして説明する。
【0015】
図1乃至図4を参照するに、スペースフレーム10は、ハイドロフォームによるアルミニウム管12と、それに固定された侵入防止用ビーム14とを含む。アルミニウム管12は、長手方向に延びるフランジ16を含む。管12は、従来の製法で製造され、例えば、50mmの直径の管を、好ましくは1.6mmの厚さで押し出し、押し出された管12をU字型に曲げることにより製造される。湾曲管12は、次いで、ハイドロフォームプレス機に載置され、管の端部18,20がシールされ、内圧が印加されフレンジ16を形成するようにプレス機が閉じられ、図2に示すような断面形状と共に車両の側部の3次元外形形状(コンツア)が形成される。管の前側の脚部22は、後側の脚部24よりも長い(この理由は、後に詳説する)。管12の上側の部位26の断面形状及び形成される内部の空隙形状は、必ずしも管12の長さ全体に亘り一定である必要は無い。脚部22,24の下側の部位では、断面形状は、図2に示すものよりも平たくなる(厚みが小さい)。侵入防止用ビーム14は、管12の端部18,20間に架設され、フランジ16の端部に形成される穴(図示せず)を貫通する、Rivnuts(R)のような固定部材(図示せず)を介して固定される。
【0016】
図3及び図4を参照するに、侵入防止用ビーム14は、略Σ形の断面形状を有する細長い部材30を含む。Σ形の断面形状は、この参照により開示に含まれる係属中の米国出願番号09/120,271号(1998年7月21日出願、発明の名称“Multi−Material Hybrid Bumper”)に開示されるような侵入防止用ビームの剛性及び強度を高める役割を果たす。細長い部材30は、好ましくは、アルミニウム関連合金6082−T2や6013−T6のような、押し出し成形用の高強度アルミニウム合金から形成される。侵入防止用ビーム14は、補強材料34が充填される細長い空間32を形成する。補強材料34は、エネルギ吸収特性を有する純粋な若しくはリサイクルされた発泡材や繊維補強材料であってよい。補強材料34は、侵入防止用ビーム14の剛性及び強度並びにエネルギ吸収能力を強化する。
【0017】
図5乃至図7を参照するに、インナパネル40は、アルミニウムの単一のシート材から形成され、ウインドウオープニング41を画成する一体部材を含む。U字形の溝42は、インナパネル40の外側の表面43に形成され、ウインドウオープニング41を3方から包囲し、インナパネル40の底部まで延在する。インナパネルの内側の表面44は、対応するリブ45を含む。インナパネルの内側の表面44は、更に、車両用ドア2を移動させるモータを収容するように大きさが設定された窪み46、ドアハンドルのハードウェアを収容するための窪み48、及び、ドアロックのハードウェアを収容するための窪み50を含む。窪み46は、インナパネル40の外側の表面43上の平らな部位51を含む。窪み48は、インナパネル40に開口52を画成し、ドアハンドルのハードウェアのドア2の外側からのアクセスが可能となる。窪み50は、同様に、インナパネル40に開口54を画成し、ドアロックのハードウェアへのアクセス性を提供する。インナパネル40の内側の表面44は、更に、対の窪み56,58を含み、それぞれの窪みは、インナパネル40の外側の表面43上の略平らな部位60,62を各々に備えた切頭円錐形を有する。窪み56,58は、好ましくは、ここで参照により結合する米国特許第5,244,745号に従って形成される。インナパネル40は、アウタパネル80に固定される平らな部位を備えた2以上の切頭円錐形を含んでもよい。
【0018】
図5及び図7に示すように、フランジ64は、ウインドウオープニング41を3方から包囲する。管12は、管のフランジ16がインナパネルのフランジ64の外側の表面上に着座するように、溝45に収容される。フランジ16は、好ましくは抵抗スポット溶接により、インナパネルのフランジ64に固定される。管12は、溝42内の他の位置でインナパネル40に固定されてよい。複数のボルト孔65,66は、インナパネル40に侵入防止用ビーム14を固定するためにインナパネル40に形成される。インナパネル40の後端のボルト孔65は、インナパネル40の前端のボルト孔66より高い位置にある。図6に示すように、実装された侵入防止用ビーム14は、ドア2の前側に向かって下方向に傾斜している。侵入防止用ビーム14の前端は、ドア2の重要な部位の荷重を支持するように位置決定され、侵入防止用ビーム14の後端は、侵入防止用ビーム14がドア2の近傍に着座する乗員のヒップポイントを通過するように、位置決定される。
【0019】
棚状部位68は、インナパネル40の外側の表面43から外側にウインドウオープニング41の第4の側(上述の3方でない残りの側)に沿って延在し、棚状部位68から上方向に延びる細長いタブ70が一体形成されている。インナパネル40の外周は、アウタパネル80、バランス100及びウインドウ(図示せず)が固定される結合面74を含む。
【0020】
図8乃至図12を参照するに、ドア2のエクステリアは、アウタパネル80と、バランス100とを含む。アウタパネル80のコンツア(図8)は、車両のエクステリアのための意匠に従って形成され、ドアハンドルのハードウェアが貫通して収容される開口82を有する。棚状部位84は、アウタパネル80の上側の縁部から内側に延在し、棚状部位84から上方向に延びる細長いタブ86が一体形成されている。インナパネルのタブ70は、開口52,82が図10に示すように適合するように、タブ86と合わせられ、好ましくは抵抗スポット溶接により、互いに結合される。
【0021】
図11を参照するに、窪み56は図示されていないが、窪み46,56,58の各々の平らな部位51,60,62は、好ましくは約3mmだけ、アウタパネル80の内側の表面90から離間している。侵入防止用ビーム14は、同様に、好ましくは約3mmだけ、アウタパネル80から離間している。侵入防止用ビーム14は比較的高い剛性であるのに対して、アウタパネル80は比較的撓みやすい。このため、侵入防止用ビーム14とアウタパネル80の間、及び、平らな部位51,60,62とアウタパネル80の間には、好ましくは、緩衝部材が設けられる。ドア2は、緩衝が必要な箇所において複数の緩衝部材92を含む。緩衝部材92は、好ましくは、ガムドロップと称される発泡接着剤から形成される。ガムドロップが緩衝される表面の1つに塗布され、ドア構成部品が組み付けられ、熱によりドアの塗装が完了される。塗装工程の熱により、ガムドロップは膨張し、緩衝が必要な表面間の空間を埋める。ガムドロップの膨張後、アウタパネル80は、手のひらにより試験により決定されるような最小限の撓み性を呈する。
【0022】
図8及び図12を参照するに、アウタパネル80は、前側のヘム部材95を備えた前側の側部部材94と、後側のヘム部材97を備えた後側の側部部材96とを含む。前側の側部部材94及び後側の側部部材96は、それぞれ、インナパネル40及びアウタパネル80間の隙間の幅にほぼ等しい長さを有している。ヘム部材95,96は、インナパネル40の前側及び後側の縁部で折り返され、ドア2の下側の部位の前縁及び後縁が仕上がる。
【0023】
図9及び図10を参照するに、外側のバランス100は、ウインドウオープニング41の上側のインナパネル40の上側の部位に搭載される。バランス100は、ウインドウオープニング41の上側の、インナパネル40の結合面74と管12に重なり合わせられる略平らな部位102を含む。平らな部位102の下側の縁部104は、ウインドウの形状に対応した形状を有し、好ましくは、湾曲している。複数の第1のタブ106及び第2のタブ108は、平らな部位102と一体形成され、縁部104から延在する。タブ106,108は、管12のフランジ16と合わせられるように構成され、好ましくは抵抗スポット溶接で、固定される。タブ106,108の相対的な大きさ及び位置は、スペースフレーム10の一体型フランジ16にバランス100を固定する観点から適切に決定される。
【0024】
図10に示すように、インナパネル40の部位及び管12の部位は、参照符合110で指示された外側の部材により覆われていない。使用時には、ガラスウインドウ(図示せず)のようなガラスが、ウインドウオープニング41をカバーするように実装される。ウインドウの縁部は、バランスのタブ106,108、部位110及びアウタパネルの細長いタブ86の外側の表面と重なる。ウインドウガラスは、ドア2に接着剤により固定される。好ましくは、ウインドウの縁部は、部位110(インナパネル40及びタブ12を含む)が透視できないように着色される。
【0025】
図13及び図14を参照するに、ハードウェア支持体120は、インナパネル40の内側の表面44に固定される。ハードウェア支持体は、相互に係合された対のハウジング122,124を含む。本発明は、対のハウジング122,124を有するとして説明するが、単一の一体ハウジングも本発明の範囲内である。対のハウジングは、以下で説明するようなある製造上の利点のための採用される。ハウジング122は、一体形成されたフランジ128を備えた対の対向壁126を含み、対向壁126の間に溝130を画成する。ハウジング124は、溝130内に収容される細長い部位132を含み、細長い部位132は、第1のハウジング122の壁126に重なる対向壁134を含む。ハウジング124は、更に、壁138及びフランジ140を有する延長部位136を含む。フランジ128,140は、好ましくはインナパネル40及びハードウェア支持体120の開口を通る締結具を介して、インナパネルに固定される。ハウジング122,124は、各端部でドアロックのハードウェアを格納するように構成され、その大きさが決定されている。ハードウェア支持体は、対のロックボルト用開口141を画成しており、ロックボルト(図示せず)が、開口141を通って延在し、車両の対応するロックハードウェアと係合する。更に、ハードウェア支持体は、車両用ドアの第2の侵入防止用ビームとして役割を果たす。
【0026】
図13は、また、インナパネル40に固定される複数のブラケット142,144,146を示す。ブラケット142,144,146は、それぞれ、ドア2の開閉時にドア2の動きをガイドするための、車体に形成された溝若しくはトラックに収容されるよう構成された複数のローラを含む。好ましくは、各ブラケット142,144,146は、ブラケット及びインナパネル40を貫通し管12内に至るボルト等で管12に締結され、ブラケット142は、ドア2の荷重の大部分を負担する。ブラケット142,144,146は、管12によって直接支持されているので、先行技術のスライドドアのようにインナパネル40に補強部材を設定する必要は無い。ブラケット142,144,146は、鋳造アルミニウム、マグネシウム合金若しくは成形プラスティックにより形成されてよい。
【0027】
好ましい実施例では、上述の本発明の構成部材のそれぞれは、侵入防止用ビーム14の発泡材34、プラスティック製ブラケット142,144及び/又は146を除いて、アルミニウムから形成される。このため、本発明によるドアの重量は、スチール製のスライドドアよりも顕著に小さくなる。典型的なスチール製のスライドドアは、44ポンドのオーダの重量である。本発明により製造されるドアは、約20から21ポンドの重量である。これは、比較的薄い厚さのアルミニウムシートをインナパネル40及びアウタパネル80の製造のために使用していることにより、部分的に達成されている。インナパネル40及びアウタパネル80は、約0.8から1mmの厚さのアルミニウムから形成されてよい。先行技術のスライドドアは、約0.7mmの厚さのスチールから形成される。スチール製スライドドアに対する従来の設計がアルミ製ドアの製造に適用された場合、アルミは、必要な強度を達成するためには、約1.5から1.6mmの厚さを有する必要があるだろう。しかしながら、本発明のスライドドアは、比較的薄い(1mm若しくはそれ以下)アルミニウムの利用を可能とし、これにより、先行技術のドアよりもドア全体重量を大幅に低減することが可能となる。従って、本発明の車両用ドアは、軽量であり、車両に装着された際に開閉が容易である。本発明のドアの軽量は、車両全体の重量を低減し、燃費を向上する。
【0028】
管12、侵入防止用ビーム14、インナパネル40,アウタパネル80、及び、バランス100が、アルミニウムから製造される時、ドア2は、約35mm若しくはそれ以下の厚さであってよく、先行技術のドアよりも非常に薄くなる。かかる薄いドアは、車両に装着された時、より大きな車室内の内部空間が確保され、これにより、乗員の快適性が向上し、及び/又は、追加の荷物スペースの形成が可能となる。
【0029】
更に、本発明の車両用ドアは、製造がより容易であり、特にロック及びウインドウのハードウェアの組付けの際の作業性が良好である。ロックの全てのメカニカルな部分は、予めアセンブリされていてよく、ハードウェア支持体120に搭載され、インナパネル40の内側の表面44にアクセス可能である。その後、ロックやウインドウのハードウェアを支持するハードウェア支持体120は、露出したインナパネル40に容易に搭載できる。ハードウェア支持体120を含むドア2の組付け後、ドア2の内側の表面は、好ましくは、繊維若しくはプラスティック等の意匠トリムにより覆われる。このカバー材料は、必要に応じて、車両の寿命全体に亘りロックやウインドウのハードウェアの整備のため容易に取り外し可能である。
【0030】
先行技術の車両用スライドドアは、特別な装着工具や技術を用いた、組み付けられたインナパネル及びアウタパネル間の隙間へのドアハードウェアの挿入を必要とするのに対して、本発明のドア2は、ハードウェア支持体へのロックやウインドウのハードウェアの事前の組付けや搭載を可能とする。先行技術の車両用スライドドアは、ドアに強度を付与する構造上の目的を果たし、ドアの内部にドアハードウェアや他のぎ装品を保持するための外殻として機能するインナパネルを利用する。本発明のドア2は、ドアハードウェア等を搭載する役割をするインナパネルを含むが、ドア2の構造的な支持がスペースフレーム10により付与されている。このように、先行技術のインナパネルの2つの機能は、本発明のドア2の2つの別個の構成部材により実現される。
【0031】
本発明は、更に、(1)一枚の材料シートから、内側の表面と外側の表面を有するインナパネルをスタンピング(打ち抜き)するステップと、(2)一枚の材料シートからアウタパネルをスタンピングするステップと、(3)スペースフレームを形成するステップと、(4)インナパネルにスペースフレームを固定し、これにより、インナパネルとアウタパネルとの間にスペースフレームを配設するステップとを含む、スライドドアの製造方法を含む。材料は、好ましくは、アルミニウムを含む。インナパネルのスタンピングの際、インナパネルの内側の表面の窪み、ウインドウ及びドアハンドルやドアロックハードウェアに対する開口、及び、外側の表面のU字形の溝の全てが形成される。同様に、アウタパネル及びバランスのスタンピングの際、ここで示した特徴の全てが形成される。
【0032】
本発明のドア2は、先行技術の車両用スライドドアよりも少ない材料を用いる。従来のスチール製のパネルは、単一のスチールシートから、ウインドウオープニングを打ち抜く工程で打ち抜きされる。スチールのシートの大部分は、ウインドウオープニングの打ち抜きで無駄となる。本発明では、アウタパネル80及びバランス100のための材料は、単一のアルミニウムシートから打ち抜かれ、アウタパネル80及びバランス100は、ウインドウオープニングのための打ち抜きを必要とすることなく、互いに近接するシートの部位から打ち抜きされる。このようにして、従来のドア製造プラックティスによればウインドウオープニングの打ち抜きで廃材となっていた材料が、有効利用される。或いは、アウタパネル80及びバランス100は、アルミニウムの別のシート材から打ち抜きされてよく、これにより、バランス100及びアウタパネル80がスペースフレーム10の近傍に組み付けられる時にウインドウオープニングが形成される故に、ウインドウオープニングのための打ち抜きの必要を回避する。
【0033】
同様に、インナパネル40及びハウジング122,124が、単一のアルミニウムシートから打ち抜かれてよい。ウインドウオープニングの打ち抜き領域(開口領域)は、ハウジング122,124を製造するために使用されてよい。アセンブルされたハードウェア支持体120は、好ましくは、ウインドウオープニングより長く、従って、ウインドウオープニングの打ち抜き領域は、一体のハウジングを製造するには小さすぎる。しかしながら、ハウジング122,124は、ウインドウオープニングの打ち抜き領域から打ち抜きできるように大きさが決定されてよく、ハードウェア支持体120を形成するために組み立てられる。ハードウェア支持体120は、金属の単一片から製造されてよく、ウインドウオープニングの打ち抜き領域を利用しなくてもよいが、上述の如くインナパネル40と共にハウジング122,124を打ち抜くことによってアルミニウムの廃材を最小化することが好ましい。
【0034】
以上、好ましい実施例を説明したが、本発明は、請求項の観点の範囲内で異なる態様で具現化されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】
ハイドロフォームされた管及び侵入防止用ビームを含む本発明の車両用ドアのスペースフレームの斜視図である。
【図2】
図1のライン2−2に沿って切断された際の、ハイドロフォームされた管の断面図である。
【図3】
図1の侵入防止用ビームの側面図である。
【図4】
図1のライン4−4に沿って切断された際の侵入防止用ビームの断面図である。
【図5】
本発明により製造されたスライドドアのインナパネルの内側表面の斜視図である。
【図6】
図1のスペースフレームが取り付けられた図5のインナパネルの外側表面の斜視図である。
【図7】
図6のライン7−7に沿って切断された際のインナパネルの断面図である。
【図8】
本発明の車両用ドアのアウタパネルの外側表面の斜視図である。
【図9】
本発明の車両用ドアのアウタバランスの外側表面の斜視図である。
【図10】
本発明の組付け状態のドアのエクステリアの斜視図である。
【図11】
図10のライン11−11に沿って切断された際の組付け状態のドアの部分断面図である。
【図12】
図10のライン12−12に沿って切断された際の組付け状態のドアの部分断面図である。
【図13】
ハードウェア支持体及び取り付けブラケットを含む図5のインナパネルの斜視図である。
【図14】
図13のハードウェア支持体の下側の斜視図である。
Claims (26)
- ウインドウオープニングが形成され、外側の表面に、前記ウインドウオープニングの一部を包囲する位置にU字形の溝が形成された、インナパネルと、
前記U字形の溝に収まるU字形の部材を含み、互いに離間した対の脚部を有するスペースフレームと、
前記スペースフレームの前記各脚部の一部を前記インナパネルとの間で挟むように、前記インナパネルの外側の表面に固定されるアウタパネルとを含む、車両用スライドドア。 - 最大の厚みが約35mmである、請求項1記載の車両用スライドドア。
- 前記インナパネル、前記アウタパネル、及び、前記スペースフレームのうちの少なくとも1つがアルミニウムから形成される、請求項1記載の車両用スライドドア。
- 前記U字形の部材は、管を含む、請求項1記載の車両用スライドドア。
- 前記スペースフレームは、前記対の脚部に両端が固定されたビームを更に含む、請求項1記載の車両用スライドドア。
- 前記管は、ハイドロフォームされたアルミニウム若しくはスチールを含む、請求項4記載の車両用スライドドア。
- 前記管は、長手方向に延びるフランジを含み、該フランジが、前記インナパネルの外側の表面に固定されている、請求項6記載の車両用スライドドア。
- 前記ビームは、溝を画成し、該ビームは、該溝内に配置される充填剤を更に含む、請求項5記載の車両用スライドドア。
- 前記ビームは、Σ形の断面形状を有する、請求項8記載の車両用スライドドア。
- 前記充填剤は、発泡剤を含む、請求項8記載の車両用スライドドア。
- 前記スペースフレームの一部を前記インナパネルとの間で挟むように、ウインドウオープニングの上側に配置されるバランスを更に含む、請求項1記載の車両用スライドドア。
- 前記インナパネルの内側の表面には、前記インナパネルの外側の表面の***部を画成する窪みが形成されており、前記***部と前記アウタパネルとの間に緩衝部材が配設されている、請求項1記載の車両用スライドドア。
- 前記インナパネルの内側の表面には、前記窪みが複数形成されており、前記緩衝部材が、前記各***部と前記アウタパネルとの間に配設されている、請求項12記載の車両用スライドドア。
- 前記窪みの1つは、ドアモータを収容するように構成されている、請求項13記載の車両用スライドドア。
- ドアロックのハードウェアを収容するように構成され、前記インナパネルの内側の表面に搭載されるハウジングを更に含む、請求項1記載の車両用スライドドア。
- 車体への取り付けのためのブラッケットを更に含み、該ブラッケットが、前記インナパネルの内側の表面から延在し、前記スペースフレームに固定されている、請求項1記載の車両用スライドドア。
- インナパネルを1枚のシート材から打ち抜き、これにより、前記インナパネルのウインドウオープニングを画成する部分のシート材を取り除くと共に、前記ウインドウオープニングの一部を包囲するU字形の溝を形成する第1ステップと、
アウタパネルを1枚のシート材から打ち抜く第2ステップと、
互いに離間した対の脚部を有するU字形の部材を形成する第3ステップと、
スペースフレームを前記U字形の溝内に固定する第4ステップと、
前記アウタパネルの内側の表面に前記インナパネルの外側の表面を固定し、これにより、前記スペースフレームの脚部を前記インナパネルと前記アウタパネルとの間に配設する第5ステップとを含む、車両用ドアの製造方法。 - 前記シート材は、アルミニウムを含む、請求項17記載の車両用ドアの製造方法。
- 前記第1ステップは、前記インナパネルの外側の表面に***部を形成することを含む、請求項17記載の車両用ドアの製造方法。
- 前記第3ステップは、管をハイドロフォームすることを含む、請求項17記載の車両用ドアの製造方法。
- 前記第3ステップは、長手方向に延びるフランジを前記管に形成することを更に含む、請求項20記載の車両用ドアの製造方法。
- 前記第4ステップは、前記フランジを前記インナパネルに固定することを含む、請求項21記載の車両用ドアの製造方法。
- 前記第3ステップは、更に、前記管をU字形に曲げ、上部と該上部からそれぞれ延在する対の脚部を形成するステップと、
ビームを設置するステップと、
前記ビームの両端を前記対の脚部に取り付けるステップとを含む、請求項21記載の車両用ドアの製造方法。 - 前記第1ステップで取り除かれた部分のシート材から、ドアロックのハードウェアを収容するためのハウジングを打ち抜くステップを更に含む、請求項17記載の車両用ドアの製造方法。
- 前記アウタパネルが打ち抜かれたシート材から、バランスを打ち抜き、前記インナパネルの外側の表面を前記バランスに固定するステップを更に含む、請求項17記載の車両用ドアの製造方法。
- 前記インナパネル内側の表面にブラケットを取り付け、該ブラケットをスペースフレームに固定するステップを更に含む、請求項17記載の車両用ドアの製造方法。
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