車両用ドア
【課題】車両用ドアの剛性を確保しつつ、その重量を効果的に低減できるとともに、熱膨張率が異なる材料で構成されたアウタパネルおよびインナパネルを有する車両用ドアの塗装焼付工程、特に電着塗装後の焼付工程でドア本体部が変形するのを簡単な構成で効果的に抑制できるようにする。
【解決手段】アウタパネル３とインナパネル４とを有する車両用ドアであって、上記アウタパネル３がインナパネル４よりも熱膨張率が大きい素材で形成されるとともに、該アウタパネル３とインナパネル４との熱膨張差に起因した相対変位を許容し、該インナパネル４の下辺部の少なくとも一部を係合するオープンヘム加工部５が上記アウタパネル３に設けられたものである。
【解決手段】アウタパネル３とインナパネル４とを有する車両用ドアであって、上記アウタパネル３がインナパネル４よりも熱膨張率が大きい素材で形成されるとともに、該アウタパネル３とインナパネル４との熱膨張差に起因した相対変位を許容し、該インナパネル４の下辺部の少なくとも一部を係合するオープンヘム加工部５が上記アウタパネル３に設けられたものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アウタパネルとインナパネルとを有する車両用ドアに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車を利用する際に生じる環境負荷を低減する方法としては、駆動源であるエンジンの燃費性能を向上したり、電動モータとエンジンとを併用したり、あるいは電気自動車としたりすること等が考えられているが、車体を軽量化すれば、燃費性能を効果的に向上することができ、ひいては環境負荷の低減に対する寄与度も大きくなる。そこで、車体鋼板材料をハイテン化（高張力鋼化）して薄肉化すること、あるいは軽合金材料であるアルミニウム合金の適用や、樹脂材の適用等が検討されている。
【０００３】
一方、自動車の車体には高い安全性が求められるため、フレーム等の骨格部材をスチールで形成するとともに、パネル部品をアルミニウム合金や合成樹脂材で形成し、あるいはドア、トランクリッド等のクロージャ部材からなるアウタパネルとインナパネルとの連結構造体をスチール材とアルミニウム合金または樹脂材との組合せで形成することが行われている。
【０００４】
例えば、下記特許文献１には、アウタパネルとインナパネルとを備えた車両用ドアにおいて、上記アウタパネルとインナパネルとを熱膨張係数の異なる材料で構成するとともに、上記両パネルの外周側を締結部材により結合し、上記締結部材を、上記両パネルが車体に取り付けられる際の第１締結状態と、上記両パネルの塗装工程の加熱時における熱膨張差を許容する第２締結状態とに切り替えるように構成することにより、アウタパネルとインナパネルとを異種材料にすることでドアの軽量化と剛性の確保とを両立させる場合に、アウタパネルとインナパネルとを同時に塗装して色調を合わせることができ、かつその塗装工程の加熱時に起こる不具合を抑制できるようにした車両用ドアが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１７３０７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一般的に、車両用ドアを構成するアウタパネルとインナパネルとにより構成された車両用ドアは、その端部に位置するアウタパネル部材を車室内側に向けて、つまりインナパネルの端部を覆うようにヘミング加工されるとともに、そのヘミング加工部における両パネル間のシール性を確保するために接着剤を充填すること等が行われている。
【０００７】
そして、上記車両用ドアのアウタパネルをアルミニウム合金板材で形成するとともに、インナパネルをスチール板材で形成した場合には、両材の熱膨張率が大きく異なり、かつ上記接着剤が塗装焼付工程で硬化することに起因して、該塗装焼付工程でアウタパネルとインナパネルとが熱膨張差を生じた状態で固着され、焼付工程が終わって車両用ドアが常温に戻るのに応じて変形することが避けられない。
【０００８】
上記特許文献１に開示された車両用ドアでは、塗装焼付工程で熱膨張することが許容されるため、焼付工程後における変形を抑制することが可能である。しかし、車両用ドアの製造工程で、上記のようにアウタパネルとインナパネルを第１締結状態と第２締結状態とに切り替えるという繁雑な作業が必要であった。
【０００９】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、車両用ドアの剛性を確保しつつ、その重量を効果的に低減できるとともに、熱膨張率が異なる材料で構成されたアウタパネルおよびインナパネルを有する車両用ドアの塗装焼付工程、特に電着塗装工程後の焼付工程でドア本体部が変形するのを簡単な構成で効果的に抑制できるようにすることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１に係る発明は、アウタパネルとインナパネルとを有する車両用ドアであって、上記アウタパネルがインナパネルよりも熱膨張率が大きい素材で形成されるとともに、該アウタパネルとインナパネルとの熱膨張差に起因した相対変位を許容し、該インナパネルの下辺部の少なくとも一部を係合するオープンヘム加工部が上記アウタパネルに設けられたものである。ここで、オープンヘム加工部とは、従来のような、一方のパネル部材の端部を他方のパネル部材の端部を覆うように約１８０°程度折り返して完全にカシメ成形するのではなく、例えば５°〜４５°の角度をもって両パネル間がルーズとなるように折り返した加工部である。
【００１１】
請求項２に係る発明は、上記請求項１に記載の車両用ドアにおいて、上記アウタパネルがアルミニウム合金で形成されるとともに、上記インナパネルが鋼合金で形成されたものである。
【００１２】
請求項３に係る発明は、上記請求項２に記載の車両用ドアにおいて、上記アウタパネルがＡｌ−Ｍｇ系合金もしくはＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金で形成されるとともに、上記インナパネルが低炭素鋼で形成されたものである。
【００１３】
請求項４に係る発明は、上記請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両用ドアにおいて、上記オープンヘム加工部が、少なくともドア下辺部の両側方部分に設けられたものである。
【００１４】
請求項５に係る発明は、上記請求項１〜４のいずれか１項に記載の車両用ドアにおいて、上記オープンヘム加工部が、ドア下辺部の全域と、その両側端部から上方に延びる側辺部の下方部分に設けられたものである。
【００１５】
請求項６に係る発明は、上記請求項１〜４のいずれか１項に記載の車両用ドアにおいて、上記オープンヘム加工部が、ドア下辺部の両側方部分と、その両側端部から上方に延びる側辺部の下方部分に設けられたものである。
【００１６】
請求項７に係る発明は、上記請求項５または６に記載の車両用ドアにおいて、上記ドア下辺部の両側端部から上方に延びる側辺部の下方部分には、該側辺部の上下寸法の４０％以下の領域に上記オープンヘム加工部が設けられたものである。
【００１７】
請求項８に係る発明は、上記請求項５〜７のいずれか１項に記載の車両用ドアにおいて、上記ドア下辺部の両側方部分には、該ドア下辺部の全長の２５％以上の領域に上記オープンヘム加工部が設けられたものである。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１に係る発明では、上記アウタパネルとインナパネルとの熱膨張差に起因した相対変位を許容し、該インナパネルの下辺部の少なくとも一部を係合するオープンヘム加工部を上記アウタパネルに設けたため、該アウタパネルおよびインナパネルが車両用ドアの塗装焼付工程、特に電着塗装工程後の焼付工程で加熱されることに起因した変形がドア本体部に生じるのを簡単な構成で効果的に抑制できるという利点がある。
【００１９】
請求項２に係る発明では、ドア本体部の外面全体を覆うように設置されたアウタパネルをアルミニウム合金で形成したため、ドア本体部の重量を効果的に低減できるとともに、各種部品の取付孔等が設けられた上記インナパネルを剛性の高い鋼合金で形成したため、複雑な形状を有する該インナパネルを容易かつ適正に成形できるとともに、車両用ドアの剛性を充分に確保できるという利点がある。
【００２０】
請求項３に係る発明では、ドア本体部のアウタパネルをＡｌ−Ｍｇ系合金もしくはＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金で形成するとともに、上記インナパネルを低炭素鋼で形成したため、ドア本体部の重量を、より効果的に低減しつつ、車両用ドアの剛性を充分に向上できるという利点がある。
【００２１】
請求項４に係る発明では、上記オープンヘム加工部を、少なくともドア下辺部の両側方部分に設けたため、上記アウタパネルおよびインナパネルが車両用ドアの塗装焼付工程、特に電着塗装工程後の焼付工程で加熱されることに起因した変形が上記ドア本体部の下辺部に生じるのを簡単な構成で効果的に抑制することができる。
【００２２】
請求項５に係る発明では、上記オープンヘム加工部を、ドア下辺部の全域と、その両側端部から上方に延びる側辺部の下方部分に設けたため、上記車両用ドアの塗装焼付工程、特に電着塗装工程後の焼付工程が終了した後に、アウタパネルおよびインナパネルに大きな熱収縮量の差が生じるのを効果的に防止してドア本体部が平面視で湾曲した状態に変形すること等を効果的に防止できるという利点がある。
【００２３】
請求項６に係る発明では、上記オープンヘム加工部を、ドア下辺部の両側方部分と、その両側端部から上方に延びる側辺部の下方部分に設けたため、上記車両用ドアの塗装焼付工程、特に電着塗装工程後の焼付工程が終了した後に、アウタパネルおよびインナパネルに大きな熱収縮量の差が生じるのを効果的に防止してドア本体部が平面視で湾曲した状態に変形すること等を効果的に防止できるとともに、上記ドア下辺部の中央部分を、アウタパネルとインナパネルとの熱膨張差に起因した相対変位を規制したヘム構造とすることにより、車両用ドアの剛性を効果的に確保できるという利点がある。
【００２４】
請求項７に係る発明では、上記ドア下辺部の両側端部から上方に延びる側辺部の下方部分において、該側辺部の上下寸法の４０％以下の領域に上記オープンヘム加工部を設けたため、上記車両用ドアの塗装焼付工程、特に電着塗装工程後の焼付工程が終了した後に、アウタパネルおよびインナパネルに大きな熱収縮量の差が生じるのを効果的に防止ししつつ、車両用ドアの剛性を充分に確保できるという利点がある。
【００２５】
請求項８に係る発明では、上記ドア下辺部の両側方部分において、該ドア下辺部の全長の２５％以上の領域に上記オープンヘム加工部を設けたため、上記アウタパネルおよびインナパネルが車両用ドアの塗装焼付工程、特に電着塗装工程後の焼付工程で加熱されることにより生じる変形を簡単な構成で効果的に抑制できるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係る車両用ドアの第１実施形態を示す外側面図である。
【図２】図１のII−II線断面図である。
【図３】ドア本体部の構造を示す内側面図である。
【図４】ドア本体部の下辺部を示す斜視図である。
【図５】図３のＶ−Ｖ線断面図である。
【図６】本発明に係る車両用ドアの比較例を示す図４相当図である。
【図７】車両用ドアの比較例における変形状態を示す説明図である。
【図８】車両用ドアの変形データを示す表である。
【図９】車両用ドアの比較例における変形作用を示す平面断面図である。
【図１０】本発明の第１実施形態における変形状態を示す説明図である。
【図１１】本発明の第２実施形態における変形状態を示す説明図である。
【図１２】本発明の第３実施形態における変形状態を示す説明図である。
【図１３】本発明の第４実施形態における変形状態を示す説明図である。
【図１４】本発明に係る車両用ドアをバックドアに適用した例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
図１〜図３は、本発明に係る車両用ドアの第１実施形態を示している。該第１実施形態における車両用ドアは、車室の側面部に設置されるサイドドアであって、その略下半部を構成するドア本体部１と、その上方に設置された窓枠部２とを備えている。上記ドア本体部１は、車外側に位置するアウタパネル３と、車内側に位置するインナパネル４とを有し、該アウタパネル３がＡｌ−Ｍｇ系合金等からなるアルミニウム合金で構成されるとともに、上記インナパネル４がアウタパネル３の構成材料よりも熱膨張率が小さい素材、例えば低炭素鋼等からなる鋼合金で構成されている。
【００２８】
上記ドア本体部１の下辺部には、図４に示すように、アウタパネル３の下端部をインナパネル４側へ所定の角度をもって折り返すことによりインナパネル４を係合するオープンヘム加工部５が形成されている。そして、該オープンヘム加工部５により上記インナパネル４の下辺部が完全にはカシメ成形されることなく、アウタパネル３とインナパネル４との熱膨張差に起因した相対変位を許容するための隙間Ｓを上記オープンヘム加工部５と上記インナパネル４の下辺部との間に形成した状態で、上記インナパネル４を係合するように構成されている。そして、上記車両用ドアの塗装工程が終了した後に、合成ゴムを主成分としたシーラが上記隙間Ｓに充填される等により、上記オープンヘム加工部５とインナパネル４の下辺部とが接着されるようになっている。
【００２９】
一方、上記ドア本体部１の下辺部の前後両側端部から上方に延びる側辺部、つまりドア本体部１の前辺部および後辺部には、図５に示すように、アウタパネル３の側端部をインナパネル４側へ約１８０°の角度をもって折り返すことにより、該インナパネル４の側辺部を完全にカシメ成形してアウタパネル３とインナパネル４との熱膨張差に起因した相対変位を規制した状態で、インナパネル４を係止するヘム加工部６が形成されている。
【００３０】
また、上記ドア本体部１の前辺部および後辺部におけるアウタパネル３の裏面（車室内側面）とインナパネル４の表面（車室外側面）とは、熱硬化性のエポキシ系接着剤７により接合されている。上記熱硬化性の接着剤は、ドア本体部１に施された電着塗装後の焼付工程で所定温度（例えば約１４０℃）に加熱されることにより硬化する性質を有している。
【００３１】
さらに、図２〜図３に示すように、上記ドア本体部１内には、アウタパネル３とインナパネル４との間に配設されてレインフォースメント８からなるアウタパネル３の振動防止用強度部材が車両の前後方向に延びるように設置されるとともに、その下方においてインパクトバー９からなる側突時の変形防止用強度部材が車両の前後方向に延びるように設置されている。そして、上記レインフォースメント８およびインパクトバー９からなる強度部材の表面と、上記アウタパネル３の裏面とは、ＪＩＳ規格のＫ６２５３で規定されるタイプＡデュロメータにより測定される硬度が１０〜１２範囲内のマスチックシーラ１０により接合されるようになっている。
【００３２】
上記のようにアウタパネル３とインナパネル４とを有する車両用ドアにおいて、上記ドア本体部１のアウタパネル３を、インナパネル４よりも熱膨張率が大きい素材で形成するとともに、上記アウタパネル３とインナパネル４との熱膨張差に起因した相対変位を許容し、該インナパネル４の下辺部の少なくとも一部を係合するオープンヘム加工部５を上記アウタパネル３に設けたため、車両用ドアの剛性を確保しつつ、その重量を効果的に低減できるとともに、車両用ドアの塗装焼付工程、特に電着塗装工程後の焼付工程でドア本体部１に変形が生じるのを簡単な構成で効果的に抑制できるという利点がある。
【００３３】
すなわち、上記第１実施形態では、ドア本体部１の外面全体を覆うように設置されたアウタパネル３をアルミニウム合金で形成したため、ドア本体部１の重量を効果的に低減することができる。また、ドア本体部１の車室内側に配設されるとともに、各種部品の取付孔等が設けられた上記インナパネル４を剛性の高い鋼合金で形成したため、複雑な形状を有する該インナパネル４を容易かつ適正に成形できるとともに、車両用ドアの剛性を充分に確保できるという利点がある。特に、上記のようにドア本体部１のアウタパネル３をＡｌ−Ｍｇ系合金もしくはＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金からなるアルミニウム合金で形成するとともに、上記インナパネル４を低炭素鋼で形成した場合には、ドア本体部１の重量を、より効果的に低減しつつ、車両用ドアの剛性を充分に向上できるという利点がある。
【００３４】
図６に示すように、ドア本体部１′の下辺部に位置するアウタパネル３′とインナパネル４′との間に接着剤７′を塗布した状態で、アウタパネル３′の下辺部に設けられたヘム加工部６′によりインナパネル４′の端部を完全にカシメ成形して係止し、かつドア本体部１′の前後両側辺部に位置するアウタパネル３′とインナパネル４′との間に接着剤７′を塗布した状態で、アウタパネル３′の前後両辺部に設けられたヘム加工部６′によりインナパネル４′の端部を完全にカシメ成形して係止した場合には、上記ドア本体部１′に電着塗装を施した後に、その焼付工程でドア本体部１′が高温に加熱されることにより生じる上記アウタパネル３′およびインナパネル４′の熱膨張差に応じ、ドア本体部１′を車外側から見て、その前後両側辺部の下方部分が車外側に大きく突出するように変形するとともに、ドア本体部１′の下辺部中央部分が車室内側に大きく凹入するように変形するという事態が生じていた。
【００３５】
例えば、上記ドア本体部１′のアウタパネル３′を、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金板で０．９ｍｍの板厚を有するものを使用して形成するとともに、ドア本体部１′のインナパネル４′を、ＧＡメッキ鋼板で０．６ｍｍの板厚を有するものを用いてドア本体部１′を形成し、該ドア本体部１′の下辺部および前後両側辺部のアウタパネル３′とインナパネル４′との間に上記熱硬化性のエポキシ系接着剤７′を塗布した状態で、アウタパネル３′の下辺部および前後両側辺部に設けられたヘム加工部６′によりインナパネル４′の端部を完全にカシメ成形してなる比較例の第１，第２試験品において、その電着塗装後の焼付工程でドア本体部１′を１８０℃に加熱した後、その温度を常温に低下させて変形を測定するシミュレーション実験を行ったところ、図７（ａ），（ｂ）および図８に示すように、ドア本体部１′の前後両側辺部下方部分が大きく車外側に大きく突出してその最大突出量Ａ１，Ａ２が２．１ｍｍおよび１．３ｍｍとなるとともに、ドア本体部１′の下辺部中央部分が車内側に大きく凹入してその最大凹入量Ｂ１，Ｂ２がそれぞれ−１．２ｍｍとなることが確認された。
【００３６】
その理由は、上記車両用ドアの電着塗装後の焼付工程でドア本体部１′が１８０℃に加熱されることにより、図９（ａ）に示すように、アウタパネル３′およびインナパネル４′間に熱膨張差が生じた状態で、上記接着剤７′が硬化するとともに、上記ドア本体部１′の下辺部および前後両側辺部に位置するアウタパネル３′とインナパネル４′とが上記ヘム加工部６′により強固に係止されてその相対変位が規制された状態で、上記ドア本体部１′の温度が常温に低下するのに応じ、アウタパネル３′およびインナパネル４′間に熱膨張率差が生じてアウタパネル３′がインナパネル４′よりも大きく熱収縮し、図９（ａ）の熱膨張量の差に対応して、図９（ｂ）に示すように、ドア本体部１′が平面視で湾曲した状態に変形するためである。
【００３７】
これに対して上記第１実施形態のようにドア本体部１の下辺部をオープンヘム構造とし、インナパネル４の下辺部を完全にはカシメ成形することなく、アウタパネル３とインナパネル４との熱膨張差に起因した相対変位を許容した状態で、上記オープンヘム加工部５によりインナパネル４を係合するように構成した場合には、該アウタパネル３およびインナパネル４が車両用ドアの電着塗装後の焼付工程で加熱されることに起因した変形が上記ドア本体部１の下辺部等に生じるのを簡単な構成で効果的に抑制することができる。
【００３８】
例えば、ドア本体部１を上記比較例と同様の材料で形成するとともに、アウタパネル３の下辺部に設けられたオープンヘム加工部５によりインナパネル４の下端部を係合するとともに、アウタパネル３の前後両側辺部に設けられたヘム加工部６によりインナパネル４の前後両側辺部を完全にカシメ成形してなる上記第１実施形態の第１，第２試験品において、その電着塗装後の焼付工程でドア本体部１を１８０℃に加熱した後、上記ドア本体部１の温度を常温に低下させて変形を測定するシミュレーション実験を行ったところ、図１０（ａ），（ｂ）および図８に示すように、ドア本体部１における車外側への最大突出量Ａ１，Ａ２が１．０ｍｍおよび１．３ｍｍとなるとともに、ドア本体部１における車内側への最大凹入量Ｂ１，Ｂ２が−０．９ｍｍおよび−０．８ｍｍとなり、その最大変形量の平均値を上記比較例よりも４１．２％低減できることが確認された。
【００３９】
また、上記ドア本体部１の下辺部全域をオープンヘム構造とするとともに、アウタパネル３の前後両側辺部に設けられたヘム加工部６によりインナパネル４の前後両側辺部を完全にカシメ成形してなる上記第１実施形態に代え、図１１（ａ），（ｂ）に示す第２実施形態のように、上記ドア本体部１の下辺部全域と、その両側端部から上方に延びる前後両側辺部における下方部分とにそれぞれオープンヘム加工部５を設けた構造としてもよい。このように構成した場合には、上記車両用ドアの電着塗装後の焼付工程が終了した後に、アウタパネル３およびインナパネル４に大きな熱収縮量の差が生じるのを効果的に防止してドア本体部１が平面視で湾曲した状態に変形するのを効果的に防止することができる。
【００４０】
例えば、上記比較例および第１実施形態と同様の材料で形成されたドア本体部１の下辺部および上記ドア本体部１の前後両側辺部における下方領域をオープンヘム構造とするとともに、該前後両側辺部の下方に設けられたオープンヘム加工部５の設置領域を、該側辺部の上下寸法の４０％に設定した第２実施形態の第１，第２試験品において、その電着塗装後の焼付工程でドア本体部１を１８０℃に加熱した後、上記ドア本体部１の温度を常温に低下させて変形を測定するシミュレーション実験を行ったところ、図１１（ａ），（ｂ）および図８に示すように、ドア本体部１における車外側への最大突出量Ａ１，Ａ２が０．７ｍｍおよび０．８ｍｍとなるとともに、ドア本体部１における車内側への最大凹入量Ｂ１，Ｂ２が−０．５ｍｍおよび−０．４ｍｍとなり、その最大変形量の平均値が上記比較例よりも６４．７％低減されることが確認された。
【００４１】
なお、上記ドア本体部１の前後両側辺部における下方領域に設けられたオープンヘム加工部を、該前後両側辺部の上下寸法の４０％よりも広い領域に設けると、ドア本体部１の強度を充分に確保することが困難となる傾向があるため、上記ドア下辺部の両側端部から上方に延びる前後両側辺部の下方領域において、該前後両側辺部の上下寸法の４０％以下の領域に上記オープンヘム加工部５を設置した構造とすることが望ましい。
【００４２】
また、上記第２実施形態では、ドア本体部１の下辺部全域をオープンヘム構造とした例について説明したが、この構成に代えて下記第３実施形態に示すように、ドア下辺部の中央領域にヘム加工部６を設けて該中央領域におけるアウタパネル３とインナパネル４との熱膨張差に起因した相対変位を規制するとともに、上記ドア下辺部の前後両側方部分とその両側端部から上方に延びる前後両側辺部の下方領域にオープンヘム加工部５を設けてアウタパネル３とインナパネル４との熱膨張差に起因した相対変位を許容するように構成してもよい。
【００４３】
例えば、上記ドア下辺部の左右両側方部分においてドア下辺部の全長の２５％の領域にオープンヘム加工部５を設けた第３実施形態の第１，第２試験品において、その電着塗装後の焼付工程でドア本体部１を１８０℃に加熱した後、上記ドア本体部１の温度を常温に低下させて変形を測定するシミュレーション実験を行ったところ、図１２（ａ），（ｂ）および図８に示すように、ドア本体部１における車外側への最大突出量Ａ１，Ａ２が１．１ｍｍおよび０．９ｍｍとなるとともに、ドア本体部１における車内側への最大凹入量Ｂ１，Ｂ２が−０．７ｍｍおよび−１．１ｍｍとなり、その最大変形量の平均値が上記比較例よりも４４．１％低減されることが確認された。
【００４４】
なお、上記ドア本体部１の下辺部左右両側方部分に設けられたオープンヘム加工部５の設置領域がドア下辺部の全長の２５％未満である場合には、上記アウタパネル３およびインナパネル４が車両用ドアの電着塗装後の焼付工程で加熱されることにより生じる変形を効果的に抑制できない可能性があるため、上記ドア本体部１の下辺部左右両側方部分において、そのドア下辺部全長の２５％以上の領域に上記オープンヘム加工部５を設置した構造とすることが望ましい。
【００４５】
また、上記ドア本体部１の下辺部全域をオープンヘム構造とするとともに、該ドア本体部１の下辺部全域におけるアウタパネル３とインナパネル４との間に上記熱硬化性のエポキシ系接着剤を塗布して接着した点を除き、上記第１実施形態と同様に構成された第４実施形態において、その電着塗装後の焼付工程でドア本体部１を１８０℃に加熱した後、ドア本体部１の温度を常温に低下させて変形を測定する実験を行ったところ、図１３（ａ），（ｂ）および図８に示すように、ドア本体部１における車外側への最大突出量Ａ１，Ａ２が１．１ｍｍおよび０．９ｍｍとなるとともに、ドア本体部１における車内側への最大凹入量Ｂ１，Ｂ２が−０．５ｍｍおよび−０．５ｍｍとなり、その最大変形量の平均値が上記比較例よりも５５．９％低減されることが確認された。
【００４６】
なお、上記実施形態では、車室の側面部に設置されるサイドドアからなる車両用ドアについて本発明を適用した例ついて説明したが、車体の後部に設置されるバックドアについても本発明を適用可能である。例えば、図１４に示すように、バックドア本体部１ａの下辺部全域に、アウタパネル３とインナパネル４との熱膨張差に起因した相対変位を許容した状態で係合するオープンヘム加工部５ａを設けるとともに、バックドア本体部１ａのアウタパネル３に設けられたヘム加工部６ａによりバックドア本体部１ａの左右両側辺部におけるアウタパネル３とインナパネル４との熱膨張差に起因した相対変位を規制した状態で係合した構造としてもよい。
【００４７】
また、上記オープンヘム加工部５ａを、バックドア本体部１ａの下辺部全域と、その両側端部から上方に延びる左右両側辺部の下方部分に設けた構造とし、あるいは上記オープンヘム加工部５ａを、バックドア本体部１ａの下辺部左右両側方部分と、その両側端部から上方に延びる左右両側辺部の下方部分に設けた構造としてもよい。この場合には、バックドア本体部１ａの強度を維持し得るように、その左右両側辺部に設けられる上記オープンヘム加工部５ａの設置領域を、該左右側辺部の上下寸法の４０％以下に設定することが好ましい。
【００４８】
なお、上記のようにバックドア本体部１ａの下辺部左右両側方部分にオープンヘム加工部５ａを設けるとともに、バックドア本体部１ａの下辺部中央にヘム加工部６ａを設けた構造とする場合には、上記オープンヘム加工部５ａの設置領域をドア下辺部の全長の２５％以上の領域に設定することにより、上記アウタパネル３およびインナパネル４が車両用ドアの電着塗装後の焼付工程で加熱されることにより生じる変形を簡単な構成で効果的に抑制できるようにすることが望ましい。
【符号の説明】
【００４９】
１ ドア本体
３ アウタパネル
４ インナパネル
５ オープンヘム加工部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アウタパネルとインナパネルとを有する車両用ドアに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車を利用する際に生じる環境負荷を低減する方法としては、駆動源であるエンジンの燃費性能を向上したり、電動モータとエンジンとを併用したり、あるいは電気自動車としたりすること等が考えられているが、車体を軽量化すれば、燃費性能を効果的に向上することができ、ひいては環境負荷の低減に対する寄与度も大きくなる。そこで、車体鋼板材料をハイテン化（高張力鋼化）して薄肉化すること、あるいは軽合金材料であるアルミニウム合金の適用や、樹脂材の適用等が検討されている。
【０００３】
一方、自動車の車体には高い安全性が求められるため、フレーム等の骨格部材をスチールで形成するとともに、パネル部品をアルミニウム合金や合成樹脂材で形成し、あるいはドア、トランクリッド等のクロージャ部材からなるアウタパネルとインナパネルとの連結構造体をスチール材とアルミニウム合金または樹脂材との組合せで形成することが行われている。
【０００４】
例えば、下記特許文献１には、アウタパネルとインナパネルとを備えた車両用ドアにおいて、上記アウタパネルとインナパネルとを熱膨張係数の異なる材料で構成するとともに、上記両パネルの外周側を締結部材により結合し、上記締結部材を、上記両パネルが車体に取り付けられる際の第１締結状態と、上記両パネルの塗装工程の加熱時における熱膨張差を許容する第２締結状態とに切り替えるように構成することにより、アウタパネルとインナパネルとを異種材料にすることでドアの軽量化と剛性の確保とを両立させる場合に、アウタパネルとインナパネルとを同時に塗装して色調を合わせることができ、かつその塗装工程の加熱時に起こる不具合を抑制できるようにした車両用ドアが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１７３０７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一般的に、車両用ドアを構成するアウタパネルとインナパネルとにより構成された車両用ドアは、その端部に位置するアウタパネル部材を車室内側に向けて、つまりインナパネルの端部を覆うようにヘミング加工されるとともに、そのヘミング加工部における両パネル間のシール性を確保するために接着剤を充填すること等が行われている。
【０００７】
そして、上記車両用ドアのアウタパネルをアルミニウム合金板材で形成するとともに、インナパネルをスチール板材で形成した場合には、両材の熱膨張率が大きく異なり、かつ上記接着剤が塗装焼付工程で硬化することに起因して、該塗装焼付工程でアウタパネルとインナパネルとが熱膨張差を生じた状態で固着され、焼付工程が終わって車両用ドアが常温に戻るのに応じて変形することが避けられない。
【０００８】
上記特許文献１に開示された車両用ドアでは、塗装焼付工程で熱膨張することが許容されるため、焼付工程後における変形を抑制することが可能である。しかし、車両用ドアの製造工程で、上記のようにアウタパネルとインナパネルを第１締結状態と第２締結状態とに切り替えるという繁雑な作業が必要であった。
【０００９】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、車両用ドアの剛性を確保しつつ、その重量を効果的に低減できるとともに、熱膨張率が異なる材料で構成されたアウタパネルおよびインナパネルを有する車両用ドアの塗装焼付工程、特に電着塗装工程後の焼付工程でドア本体部が変形するのを簡単な構成で効果的に抑制できるようにすることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１に係る発明は、アウタパネルとインナパネルとを有する車両用ドアであって、上記アウタパネルがインナパネルよりも熱膨張率が大きい素材で形成されるとともに、該アウタパネルとインナパネルとの熱膨張差に起因した相対変位を許容し、該インナパネルの下辺部の少なくとも一部を係合するオープンヘム加工部が上記アウタパネルに設けられたものである。ここで、オープンヘム加工部とは、従来のような、一方のパネル部材の端部を他方のパネル部材の端部を覆うように約１８０°程度折り返して完全にカシメ成形するのではなく、例えば５°〜４５°の角度をもって両パネル間がルーズとなるように折り返した加工部である。
【００１１】
請求項２に係る発明は、上記請求項１に記載の車両用ドアにおいて、上記アウタパネルがアルミニウム合金で形成されるとともに、上記インナパネルが鋼合金で形成されたものである。
【００１２】
請求項３に係る発明は、上記請求項２に記載の車両用ドアにおいて、上記アウタパネルがＡｌ−Ｍｇ系合金もしくはＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金で形成されるとともに、上記インナパネルが低炭素鋼で形成されたものである。
【００１３】
請求項４に係る発明は、上記請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両用ドアにおいて、上記オープンヘム加工部が、少なくともドア下辺部の両側方部分に設けられたものである。
【００１４】
請求項５に係る発明は、上記請求項１〜４のいずれか１項に記載の車両用ドアにおいて、上記オープンヘム加工部が、ドア下辺部の全域と、その両側端部から上方に延びる側辺部の下方部分に設けられたものである。
【００１５】
請求項６に係る発明は、上記請求項１〜４のいずれか１項に記載の車両用ドアにおいて、上記オープンヘム加工部が、ドア下辺部の両側方部分と、その両側端部から上方に延びる側辺部の下方部分に設けられたものである。
【００１６】
請求項７に係る発明は、上記請求項５または６に記載の車両用ドアにおいて、上記ドア下辺部の両側端部から上方に延びる側辺部の下方部分には、該側辺部の上下寸法の４０％以下の領域に上記オープンヘム加工部が設けられたものである。
【００１７】
請求項８に係る発明は、上記請求項５〜７のいずれか１項に記載の車両用ドアにおいて、上記ドア下辺部の両側方部分には、該ドア下辺部の全長の２５％以上の領域に上記オープンヘム加工部が設けられたものである。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１に係る発明では、上記アウタパネルとインナパネルとの熱膨張差に起因した相対変位を許容し、該インナパネルの下辺部の少なくとも一部を係合するオープンヘム加工部を上記アウタパネルに設けたため、該アウタパネルおよびインナパネルが車両用ドアの塗装焼付工程、特に電着塗装工程後の焼付工程で加熱されることに起因した変形がドア本体部に生じるのを簡単な構成で効果的に抑制できるという利点がある。
【００１９】
請求項２に係る発明では、ドア本体部の外面全体を覆うように設置されたアウタパネルをアルミニウム合金で形成したため、ドア本体部の重量を効果的に低減できるとともに、各種部品の取付孔等が設けられた上記インナパネルを剛性の高い鋼合金で形成したため、複雑な形状を有する該インナパネルを容易かつ適正に成形できるとともに、車両用ドアの剛性を充分に確保できるという利点がある。
【００２０】
請求項３に係る発明では、ドア本体部のアウタパネルをＡｌ−Ｍｇ系合金もしくはＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金で形成するとともに、上記インナパネルを低炭素鋼で形成したため、ドア本体部の重量を、より効果的に低減しつつ、車両用ドアの剛性を充分に向上できるという利点がある。
【００２１】
請求項４に係る発明では、上記オープンヘム加工部を、少なくともドア下辺部の両側方部分に設けたため、上記アウタパネルおよびインナパネルが車両用ドアの塗装焼付工程、特に電着塗装工程後の焼付工程で加熱されることに起因した変形が上記ドア本体部の下辺部に生じるのを簡単な構成で効果的に抑制することができる。
【００２２】
請求項５に係る発明では、上記オープンヘム加工部を、ドア下辺部の全域と、その両側端部から上方に延びる側辺部の下方部分に設けたため、上記車両用ドアの塗装焼付工程、特に電着塗装工程後の焼付工程が終了した後に、アウタパネルおよびインナパネルに大きな熱収縮量の差が生じるのを効果的に防止してドア本体部が平面視で湾曲した状態に変形すること等を効果的に防止できるという利点がある。
【００２３】
請求項６に係る発明では、上記オープンヘム加工部を、ドア下辺部の両側方部分と、その両側端部から上方に延びる側辺部の下方部分に設けたため、上記車両用ドアの塗装焼付工程、特に電着塗装工程後の焼付工程が終了した後に、アウタパネルおよびインナパネルに大きな熱収縮量の差が生じるのを効果的に防止してドア本体部が平面視で湾曲した状態に変形すること等を効果的に防止できるとともに、上記ドア下辺部の中央部分を、アウタパネルとインナパネルとの熱膨張差に起因した相対変位を規制したヘム構造とすることにより、車両用ドアの剛性を効果的に確保できるという利点がある。
【００２４】
請求項７に係る発明では、上記ドア下辺部の両側端部から上方に延びる側辺部の下方部分において、該側辺部の上下寸法の４０％以下の領域に上記オープンヘム加工部を設けたため、上記車両用ドアの塗装焼付工程、特に電着塗装工程後の焼付工程が終了した後に、アウタパネルおよびインナパネルに大きな熱収縮量の差が生じるのを効果的に防止ししつつ、車両用ドアの剛性を充分に確保できるという利点がある。
【００２５】
請求項８に係る発明では、上記ドア下辺部の両側方部分において、該ドア下辺部の全長の２５％以上の領域に上記オープンヘム加工部を設けたため、上記アウタパネルおよびインナパネルが車両用ドアの塗装焼付工程、特に電着塗装工程後の焼付工程で加熱されることにより生じる変形を簡単な構成で効果的に抑制できるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係る車両用ドアの第１実施形態を示す外側面図である。
【図２】図１のII−II線断面図である。
【図３】ドア本体部の構造を示す内側面図である。
【図４】ドア本体部の下辺部を示す斜視図である。
【図５】図３のＶ−Ｖ線断面図である。
【図６】本発明に係る車両用ドアの比較例を示す図４相当図である。
【図７】車両用ドアの比較例における変形状態を示す説明図である。
【図８】車両用ドアの変形データを示す表である。
【図９】車両用ドアの比較例における変形作用を示す平面断面図である。
【図１０】本発明の第１実施形態における変形状態を示す説明図である。
【図１１】本発明の第２実施形態における変形状態を示す説明図である。
【図１２】本発明の第３実施形態における変形状態を示す説明図である。
【図１３】本発明の第４実施形態における変形状態を示す説明図である。
【図１４】本発明に係る車両用ドアをバックドアに適用した例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
図１〜図３は、本発明に係る車両用ドアの第１実施形態を示している。該第１実施形態における車両用ドアは、車室の側面部に設置されるサイドドアであって、その略下半部を構成するドア本体部１と、その上方に設置された窓枠部２とを備えている。上記ドア本体部１は、車外側に位置するアウタパネル３と、車内側に位置するインナパネル４とを有し、該アウタパネル３がＡｌ−Ｍｇ系合金等からなるアルミニウム合金で構成されるとともに、上記インナパネル４がアウタパネル３の構成材料よりも熱膨張率が小さい素材、例えば低炭素鋼等からなる鋼合金で構成されている。
【００２８】
上記ドア本体部１の下辺部には、図４に示すように、アウタパネル３の下端部をインナパネル４側へ所定の角度をもって折り返すことによりインナパネル４を係合するオープンヘム加工部５が形成されている。そして、該オープンヘム加工部５により上記インナパネル４の下辺部が完全にはカシメ成形されることなく、アウタパネル３とインナパネル４との熱膨張差に起因した相対変位を許容するための隙間Ｓを上記オープンヘム加工部５と上記インナパネル４の下辺部との間に形成した状態で、上記インナパネル４を係合するように構成されている。そして、上記車両用ドアの塗装工程が終了した後に、合成ゴムを主成分としたシーラが上記隙間Ｓに充填される等により、上記オープンヘム加工部５とインナパネル４の下辺部とが接着されるようになっている。
【００２９】
一方、上記ドア本体部１の下辺部の前後両側端部から上方に延びる側辺部、つまりドア本体部１の前辺部および後辺部には、図５に示すように、アウタパネル３の側端部をインナパネル４側へ約１８０°の角度をもって折り返すことにより、該インナパネル４の側辺部を完全にカシメ成形してアウタパネル３とインナパネル４との熱膨張差に起因した相対変位を規制した状態で、インナパネル４を係止するヘム加工部６が形成されている。
【００３０】
また、上記ドア本体部１の前辺部および後辺部におけるアウタパネル３の裏面（車室内側面）とインナパネル４の表面（車室外側面）とは、熱硬化性のエポキシ系接着剤７により接合されている。上記熱硬化性の接着剤は、ドア本体部１に施された電着塗装後の焼付工程で所定温度（例えば約１４０℃）に加熱されることにより硬化する性質を有している。
【００３１】
さらに、図２〜図３に示すように、上記ドア本体部１内には、アウタパネル３とインナパネル４との間に配設されてレインフォースメント８からなるアウタパネル３の振動防止用強度部材が車両の前後方向に延びるように設置されるとともに、その下方においてインパクトバー９からなる側突時の変形防止用強度部材が車両の前後方向に延びるように設置されている。そして、上記レインフォースメント８およびインパクトバー９からなる強度部材の表面と、上記アウタパネル３の裏面とは、ＪＩＳ規格のＫ６２５３で規定されるタイプＡデュロメータにより測定される硬度が１０〜１２範囲内のマスチックシーラ１０により接合されるようになっている。
【００３２】
上記のようにアウタパネル３とインナパネル４とを有する車両用ドアにおいて、上記ドア本体部１のアウタパネル３を、インナパネル４よりも熱膨張率が大きい素材で形成するとともに、上記アウタパネル３とインナパネル４との熱膨張差に起因した相対変位を許容し、該インナパネル４の下辺部の少なくとも一部を係合するオープンヘム加工部５を上記アウタパネル３に設けたため、車両用ドアの剛性を確保しつつ、その重量を効果的に低減できるとともに、車両用ドアの塗装焼付工程、特に電着塗装工程後の焼付工程でドア本体部１に変形が生じるのを簡単な構成で効果的に抑制できるという利点がある。
【００３３】
すなわち、上記第１実施形態では、ドア本体部１の外面全体を覆うように設置されたアウタパネル３をアルミニウム合金で形成したため、ドア本体部１の重量を効果的に低減することができる。また、ドア本体部１の車室内側に配設されるとともに、各種部品の取付孔等が設けられた上記インナパネル４を剛性の高い鋼合金で形成したため、複雑な形状を有する該インナパネル４を容易かつ適正に成形できるとともに、車両用ドアの剛性を充分に確保できるという利点がある。特に、上記のようにドア本体部１のアウタパネル３をＡｌ−Ｍｇ系合金もしくはＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金からなるアルミニウム合金で形成するとともに、上記インナパネル４を低炭素鋼で形成した場合には、ドア本体部１の重量を、より効果的に低減しつつ、車両用ドアの剛性を充分に向上できるという利点がある。
【００３４】
図６に示すように、ドア本体部１′の下辺部に位置するアウタパネル３′とインナパネル４′との間に接着剤７′を塗布した状態で、アウタパネル３′の下辺部に設けられたヘム加工部６′によりインナパネル４′の端部を完全にカシメ成形して係止し、かつドア本体部１′の前後両側辺部に位置するアウタパネル３′とインナパネル４′との間に接着剤７′を塗布した状態で、アウタパネル３′の前後両辺部に設けられたヘム加工部６′によりインナパネル４′の端部を完全にカシメ成形して係止した場合には、上記ドア本体部１′に電着塗装を施した後に、その焼付工程でドア本体部１′が高温に加熱されることにより生じる上記アウタパネル３′およびインナパネル４′の熱膨張差に応じ、ドア本体部１′を車外側から見て、その前後両側辺部の下方部分が車外側に大きく突出するように変形するとともに、ドア本体部１′の下辺部中央部分が車室内側に大きく凹入するように変形するという事態が生じていた。
【００３５】
例えば、上記ドア本体部１′のアウタパネル３′を、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金板で０．９ｍｍの板厚を有するものを使用して形成するとともに、ドア本体部１′のインナパネル４′を、ＧＡメッキ鋼板で０．６ｍｍの板厚を有するものを用いてドア本体部１′を形成し、該ドア本体部１′の下辺部および前後両側辺部のアウタパネル３′とインナパネル４′との間に上記熱硬化性のエポキシ系接着剤７′を塗布した状態で、アウタパネル３′の下辺部および前後両側辺部に設けられたヘム加工部６′によりインナパネル４′の端部を完全にカシメ成形してなる比較例の第１，第２試験品において、その電着塗装後の焼付工程でドア本体部１′を１８０℃に加熱した後、その温度を常温に低下させて変形を測定するシミュレーション実験を行ったところ、図７（ａ），（ｂ）および図８に示すように、ドア本体部１′の前後両側辺部下方部分が大きく車外側に大きく突出してその最大突出量Ａ１，Ａ２が２．１ｍｍおよび１．３ｍｍとなるとともに、ドア本体部１′の下辺部中央部分が車内側に大きく凹入してその最大凹入量Ｂ１，Ｂ２がそれぞれ−１．２ｍｍとなることが確認された。
【００３６】
その理由は、上記車両用ドアの電着塗装後の焼付工程でドア本体部１′が１８０℃に加熱されることにより、図９（ａ）に示すように、アウタパネル３′およびインナパネル４′間に熱膨張差が生じた状態で、上記接着剤７′が硬化するとともに、上記ドア本体部１′の下辺部および前後両側辺部に位置するアウタパネル３′とインナパネル４′とが上記ヘム加工部６′により強固に係止されてその相対変位が規制された状態で、上記ドア本体部１′の温度が常温に低下するのに応じ、アウタパネル３′およびインナパネル４′間に熱膨張率差が生じてアウタパネル３′がインナパネル４′よりも大きく熱収縮し、図９（ａ）の熱膨張量の差に対応して、図９（ｂ）に示すように、ドア本体部１′が平面視で湾曲した状態に変形するためである。
【００３７】
これに対して上記第１実施形態のようにドア本体部１の下辺部をオープンヘム構造とし、インナパネル４の下辺部を完全にはカシメ成形することなく、アウタパネル３とインナパネル４との熱膨張差に起因した相対変位を許容した状態で、上記オープンヘム加工部５によりインナパネル４を係合するように構成した場合には、該アウタパネル３およびインナパネル４が車両用ドアの電着塗装後の焼付工程で加熱されることに起因した変形が上記ドア本体部１の下辺部等に生じるのを簡単な構成で効果的に抑制することができる。
【００３８】
例えば、ドア本体部１を上記比較例と同様の材料で形成するとともに、アウタパネル３の下辺部に設けられたオープンヘム加工部５によりインナパネル４の下端部を係合するとともに、アウタパネル３の前後両側辺部に設けられたヘム加工部６によりインナパネル４の前後両側辺部を完全にカシメ成形してなる上記第１実施形態の第１，第２試験品において、その電着塗装後の焼付工程でドア本体部１を１８０℃に加熱した後、上記ドア本体部１の温度を常温に低下させて変形を測定するシミュレーション実験を行ったところ、図１０（ａ），（ｂ）および図８に示すように、ドア本体部１における車外側への最大突出量Ａ１，Ａ２が１．０ｍｍおよび１．３ｍｍとなるとともに、ドア本体部１における車内側への最大凹入量Ｂ１，Ｂ２が−０．９ｍｍおよび−０．８ｍｍとなり、その最大変形量の平均値を上記比較例よりも４１．２％低減できることが確認された。
【００３９】
また、上記ドア本体部１の下辺部全域をオープンヘム構造とするとともに、アウタパネル３の前後両側辺部に設けられたヘム加工部６によりインナパネル４の前後両側辺部を完全にカシメ成形してなる上記第１実施形態に代え、図１１（ａ），（ｂ）に示す第２実施形態のように、上記ドア本体部１の下辺部全域と、その両側端部から上方に延びる前後両側辺部における下方部分とにそれぞれオープンヘム加工部５を設けた構造としてもよい。このように構成した場合には、上記車両用ドアの電着塗装後の焼付工程が終了した後に、アウタパネル３およびインナパネル４に大きな熱収縮量の差が生じるのを効果的に防止してドア本体部１が平面視で湾曲した状態に変形するのを効果的に防止することができる。
【００４０】
例えば、上記比較例および第１実施形態と同様の材料で形成されたドア本体部１の下辺部および上記ドア本体部１の前後両側辺部における下方領域をオープンヘム構造とするとともに、該前後両側辺部の下方に設けられたオープンヘム加工部５の設置領域を、該側辺部の上下寸法の４０％に設定した第２実施形態の第１，第２試験品において、その電着塗装後の焼付工程でドア本体部１を１８０℃に加熱した後、上記ドア本体部１の温度を常温に低下させて変形を測定するシミュレーション実験を行ったところ、図１１（ａ），（ｂ）および図８に示すように、ドア本体部１における車外側への最大突出量Ａ１，Ａ２が０．７ｍｍおよび０．８ｍｍとなるとともに、ドア本体部１における車内側への最大凹入量Ｂ１，Ｂ２が−０．５ｍｍおよび−０．４ｍｍとなり、その最大変形量の平均値が上記比較例よりも６４．７％低減されることが確認された。
【００４１】
なお、上記ドア本体部１の前後両側辺部における下方領域に設けられたオープンヘム加工部を、該前後両側辺部の上下寸法の４０％よりも広い領域に設けると、ドア本体部１の強度を充分に確保することが困難となる傾向があるため、上記ドア下辺部の両側端部から上方に延びる前後両側辺部の下方領域において、該前後両側辺部の上下寸法の４０％以下の領域に上記オープンヘム加工部５を設置した構造とすることが望ましい。
【００４２】
また、上記第２実施形態では、ドア本体部１の下辺部全域をオープンヘム構造とした例について説明したが、この構成に代えて下記第３実施形態に示すように、ドア下辺部の中央領域にヘム加工部６を設けて該中央領域におけるアウタパネル３とインナパネル４との熱膨張差に起因した相対変位を規制するとともに、上記ドア下辺部の前後両側方部分とその両側端部から上方に延びる前後両側辺部の下方領域にオープンヘム加工部５を設けてアウタパネル３とインナパネル４との熱膨張差に起因した相対変位を許容するように構成してもよい。
【００４３】
例えば、上記ドア下辺部の左右両側方部分においてドア下辺部の全長の２５％の領域にオープンヘム加工部５を設けた第３実施形態の第１，第２試験品において、その電着塗装後の焼付工程でドア本体部１を１８０℃に加熱した後、上記ドア本体部１の温度を常温に低下させて変形を測定するシミュレーション実験を行ったところ、図１２（ａ），（ｂ）および図８に示すように、ドア本体部１における車外側への最大突出量Ａ１，Ａ２が１．１ｍｍおよび０．９ｍｍとなるとともに、ドア本体部１における車内側への最大凹入量Ｂ１，Ｂ２が−０．７ｍｍおよび−１．１ｍｍとなり、その最大変形量の平均値が上記比較例よりも４４．１％低減されることが確認された。
【００４４】
なお、上記ドア本体部１の下辺部左右両側方部分に設けられたオープンヘム加工部５の設置領域がドア下辺部の全長の２５％未満である場合には、上記アウタパネル３およびインナパネル４が車両用ドアの電着塗装後の焼付工程で加熱されることにより生じる変形を効果的に抑制できない可能性があるため、上記ドア本体部１の下辺部左右両側方部分において、そのドア下辺部全長の２５％以上の領域に上記オープンヘム加工部５を設置した構造とすることが望ましい。
【００４５】
また、上記ドア本体部１の下辺部全域をオープンヘム構造とするとともに、該ドア本体部１の下辺部全域におけるアウタパネル３とインナパネル４との間に上記熱硬化性のエポキシ系接着剤を塗布して接着した点を除き、上記第１実施形態と同様に構成された第４実施形態において、その電着塗装後の焼付工程でドア本体部１を１８０℃に加熱した後、ドア本体部１の温度を常温に低下させて変形を測定する実験を行ったところ、図１３（ａ），（ｂ）および図８に示すように、ドア本体部１における車外側への最大突出量Ａ１，Ａ２が１．１ｍｍおよび０．９ｍｍとなるとともに、ドア本体部１における車内側への最大凹入量Ｂ１，Ｂ２が−０．５ｍｍおよび−０．５ｍｍとなり、その最大変形量の平均値が上記比較例よりも５５．９％低減されることが確認された。
【００４６】
なお、上記実施形態では、車室の側面部に設置されるサイドドアからなる車両用ドアについて本発明を適用した例ついて説明したが、車体の後部に設置されるバックドアについても本発明を適用可能である。例えば、図１４に示すように、バックドア本体部１ａの下辺部全域に、アウタパネル３とインナパネル４との熱膨張差に起因した相対変位を許容した状態で係合するオープンヘム加工部５ａを設けるとともに、バックドア本体部１ａのアウタパネル３に設けられたヘム加工部６ａによりバックドア本体部１ａの左右両側辺部におけるアウタパネル３とインナパネル４との熱膨張差に起因した相対変位を規制した状態で係合した構造としてもよい。
【００４７】
また、上記オープンヘム加工部５ａを、バックドア本体部１ａの下辺部全域と、その両側端部から上方に延びる左右両側辺部の下方部分に設けた構造とし、あるいは上記オープンヘム加工部５ａを、バックドア本体部１ａの下辺部左右両側方部分と、その両側端部から上方に延びる左右両側辺部の下方部分に設けた構造としてもよい。この場合には、バックドア本体部１ａの強度を維持し得るように、その左右両側辺部に設けられる上記オープンヘム加工部５ａの設置領域を、該左右側辺部の上下寸法の４０％以下に設定することが好ましい。
【００４８】
なお、上記のようにバックドア本体部１ａの下辺部左右両側方部分にオープンヘム加工部５ａを設けるとともに、バックドア本体部１ａの下辺部中央にヘム加工部６ａを設けた構造とする場合には、上記オープンヘム加工部５ａの設置領域をドア下辺部の全長の２５％以上の領域に設定することにより、上記アウタパネル３およびインナパネル４が車両用ドアの電着塗装後の焼付工程で加熱されることにより生じる変形を簡単な構成で効果的に抑制できるようにすることが望ましい。
【符号の説明】
【００４９】
１ ドア本体
３ アウタパネル
４ インナパネル
５ オープンヘム加工部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アウタパネルとインナパネルとを有する車両用ドアであって、上記アウタパネルがインナパネルよりも熱膨張率が大きい素材で形成されるとともに、該アウタパネルとインナパネルとの熱膨張差に起因した相対変位を許容し、該インナパネルの下辺部の少なくとも一部を係合するオープンヘム加工部が上記アウタパネルに設けられたことを特徴とする車両用ドア。
【請求項２】
上記アウタパネルがアルミニウム合金で形成されるとともに、上記インナパネルが鋼合金で形成されたことを特徴とする請求項１に記載の車両用ドア。
【請求項３】
上記アウタパネルがＡｌ−Ｍｇ系合金もしくはＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金で形成されるとともに、上記インナパネルが低炭素鋼で形成されたことを特徴とする請求項２に記載の車両用ドア。
【請求項４】
上記オープンヘム加工部が、少なくともドア下辺部の両側方部分に設けられたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両用ドア。
【請求項５】
上記オープンヘム加工部が、ドア下辺部の全域と、その両側端部から上方に延びる側辺部の下方部分に設けられたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の車両用ドア。
【請求項６】
上記オープンヘム加工部が、ドア下辺部の両側方部分と、その両側端部から上方に延びる側辺部の下方部分に設けられたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の車両用ドア。
【請求項７】
上記ドア下辺部の両側端部から上方に延びる側辺部の下方部分にオープンヘム加工部の設置領域を、該側辺部の上下寸法の４０％以下に設定したことを特徴とする請求項５または６に記載の車両用ドア。
【請求項８】
上記ドア下辺部の両側方部分には、該ドア下辺部の全長の２５％以上の領域に上記オープンヘム加工部が設けられたことを特徴とする請求項５〜７のいずれか１項に記載の車両用ドア。
【請求項１】
アウタパネルとインナパネルとを有する車両用ドアであって、上記アウタパネルがインナパネルよりも熱膨張率が大きい素材で形成されるとともに、該アウタパネルとインナパネルとの熱膨張差に起因した相対変位を許容し、該インナパネルの下辺部の少なくとも一部を係合するオープンヘム加工部が上記アウタパネルに設けられたことを特徴とする車両用ドア。
【請求項２】
上記アウタパネルがアルミニウム合金で形成されるとともに、上記インナパネルが鋼合金で形成されたことを特徴とする請求項１に記載の車両用ドア。
【請求項３】
上記アウタパネルがＡｌ−Ｍｇ系合金もしくはＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金で形成されるとともに、上記インナパネルが低炭素鋼で形成されたことを特徴とする請求項２に記載の車両用ドア。
【請求項４】
上記オープンヘム加工部が、少なくともドア下辺部の両側方部分に設けられたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両用ドア。
【請求項５】
上記オープンヘム加工部が、ドア下辺部の全域と、その両側端部から上方に延びる側辺部の下方部分に設けられたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の車両用ドア。
【請求項６】
上記オープンヘム加工部が、ドア下辺部の両側方部分と、その両側端部から上方に延びる側辺部の下方部分に設けられたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の車両用ドア。
【請求項７】
上記ドア下辺部の両側端部から上方に延びる側辺部の下方部分にオープンヘム加工部の設置領域を、該側辺部の上下寸法の４０％以下に設定したことを特徴とする請求項５または６に記載の車両用ドア。
【請求項８】
上記ドア下辺部の両側方部分には、該ドア下辺部の全長の２５％以上の領域に上記オープンヘム加工部が設けられたことを特徴とする請求項５〜７のいずれか１項に記載の車両用ドア。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１２−１４００５７（Ｐ２０１２−１４００５７Ａ）
【公開日】平成２４年７月２６日（２０１２．７．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２９２８２２（Ｐ２０１０−２９２８２２）
【出願日】平成２２年１２月２８日（２０１０．１２．２８）
【出願人】（０００００３１３７）マツダ株式会社 (6,115)
【出願人】（０００１３５９９９）株式会社ヒロテック (62)
【出願人】（０００００２２７７）住友軽金属工業株式会社 (552)
【公開日】平成２４年７月２６日（２０１２．７．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月２８日（２０１０．１２．２８）
【出願人】（０００００３１３７）マツダ株式会社 (6,115)
【出願人】（０００１３５９９９）株式会社ヒロテック (62)
【出願人】（０００００２２７７）住友軽金属工業株式会社 (552)
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