JP6368708B2 - 車両用立柱サッシュを備えたドアサッシュ - Google Patents

Description

本発明は、複数の鋼板を溶接して構成する車両用立柱サッシュを備えたドアサッシュに関する。

車両用ドアサッシュの立柱サッシュは一般に、車内側に位置する閉断面からなる袋状部と、車外側に位置する意匠部とを備え、複数の鋼材を結合してなっている。従来、この立柱サッシュの袋状部は、２枚の鋼板の重ね合わせ部をヘミング加工により結合していた（特許文献１）。また２枚の鋼板の重ね合わせ部を結合する別の方法として、溶接加工（スポット溶接、アーク溶接）が知られている。

車両用ドアサッシュの立柱サッシュに使用される鋼材は従来一般に、メッキを施さない生鋼材（一般的に冷間圧延鋼板（ＳＰＣＣ材））が用いられてきたが、立柱サッシュのサビを防止するために、溶接結合される鋼板の少なくとも一方を、亜鉛メッキを施したメッキ鋼鈑から構成する試みがされている（特許文献２）。

特開２００８−３０２７８８号公報 特開２００８−２９０１２９号公報

ところが、ヘミング加工は、２枚の鋼板の重ね合わせ部を結合する際、一方の鋼板を折返変形させるために大きな圧力を必要とするので、変形し易いという問題がある。一方、溶接加工はヘミング加工に比べて、鋼板が変形するおそれは少ない。しかし、鋼板のうち、メッキ鋼板は、スポット溶接すると、発生する亜鉛蒸気により、溶接電極が傷みやすい（耐久性が阻害される）という問題がある。一方、溶接棒を用いるアーク溶接では、溶接電極の耐久性が阻害されるおそれはないが、溶接時に発生する亜鉛蒸気により、爆飛が発生しやすいという問題がある。

本発明は、複数の鋼板の重ね合わせ部を結合して袋状部を形成する際に、従来一般的に用いられていたヘミング加工を用いることなく、溶接によって袋状部を形成することができる車両用立柱サッシュを備えたドアサッシュを得ることを目的とする。
また、本発明は、溶接痕を容易に隠すことができる車両用立柱サッシュを備えたドアサッシュを得ることを目的とする。
さらに本発明は、複数のメッキ鋼板を溶接して立柱サッシュを構成する際、爆飛の問題が生じない車両用立柱サッシュを備えたドアサッシュを得ることを目的とする。

本発明は、インナー部材とアウター部材を有し、上記インナー部材とアウター部材には袋状部を構成する重畳部が形成された車両用ドアサッシュにおいて、上記インナー部材とアウター部材の一方に、上記重畳部に連なる一枚板構造の折曲部が形成されていること、上記インナー部材とアウター部材の他方は、その板厚端面の少なくとも一部が上記一枚板構造の折曲部に当接していること、及び上記一枚板構造の折曲部と上記板厚端面とが、上記一枚板構造の折曲部の上記板厚端面とは反対側の面から上記当接部においてレーザ溶接され、該反対側の面に同レーザ溶接の溶接痕が残存していること、を特徴とする。

インナー部材とアウター部材は、上記一枚板構造の折曲部と板厚端面とが上記当接部においてレーザ溶接されていて、上記一枚板構造の折曲部の上記板厚端面と反対側の面に同レーザ溶接の溶接痕が残存するので、同溶接痕をガラスラン等で容易に隠すことができる。

本発明の車両用立柱サッシュを備えたドアサッシュにあっては、上記折曲部を上記アウター部材に形成し、上記インナー部材とアウター部材の溶接箇所を、上記アウター部材の上記折曲部のインナー部材側の面とインナー部材の板厚端面との接触部とすること、あるいは、上記折曲部を上記インナー部材に形成し、上記インナー部材とアウター部材の溶接箇所を、上記インナー部材の上記折曲部のアウター部材側の面とアウター部材の板厚端面との接触部とすることができる。

上記インナー部材とアウター部材は、少なくともいずれか一方をメッキ鋼板から形成することができる。板厚端面には十分にメッキがされないため、板厚端面を溶接したときに爆飛が発生し難いので、板厚端面と折曲部の溶接性が向上し、強固で精度のよい溶接が可能になる。

上記折曲部を有する側の部材には、上記折曲部と上記重畳部との間において、上記インナー部材とアウター部材を非接触とする離間部が形成されていて、上記折曲部は、上記離間部から上記折曲部を有さない部材側に折曲させて連ならせることができる。また上記板厚端面には、上記折曲部との当接部と非当接部を形成することができる。インナー部材とアウター部材の間には、離間部により、または当接部と非当接部の間に隙間が存在するので、爆飛の影響を受け難くなる。

本発明は、インナー部材とアウター部材を有し、上記インナー部材とアウター部材には袋状部を構成する重畳部が形成された車両用ドアサッシュにおいて、レーザ溶接する部分の形状を適切に設定してレーザ溶接するので、ヘミング加工を用いることなく、袋状部の形成が可能になる。また、溶接痕は一枚板構造の折曲部の板厚端面とは反対側の面に残存しているので、容易に隠すことができて外観に優れる車両用立柱サッシュを備えたドアサッシュを得ることができる。

本発明によるメッキ鋼板とメッキ鋼板のレーザ溶接による車両用立柱サッシュを備えたドアサッシュの一例を示す側面図である。 図１のII-II線に沿う、本発明による立柱サッシュの第１の実施形態を示す断面図である。 図２の第１の実施形態のレーザ溶接状態を示す断面図である。 同立柱サッシュの第２の実施形態を示す断面図である。 同立柱サッシュの第２の実施形態を示す、図４とは縦方向の異なる位置で切断した断面図である。 同立柱サッシュの第３の実施形態を示す断面図である。 同立柱サッシュの第４の実施形態を示す断面図である。

図１は、車両ドア１０を有する乗用車の側面形状を示している。車両ボディＢのドア開口（ボディ開口）Ａを開閉する車両ドア１０は、ドア本体（インナパネルとアウタパネル）１１の上部に窓開口１２を形成するドアサッシュ（窓枠）１３を備えている。

ドアサッシュ１３は、窓ガラスＧの上縁を受け入れる側面視で曲折したアッパサッシュ１４と、車両ボディＢのセンターピラー１６に沿い窓ガラスＧの上下方向縁部を受け入れる立柱サッシュ２０とを有している。立柱サッシュ２０の上端部とアッパサッシュ１４の端部とは周知手段で接続固定され、アッパサッシュ１４と立柱サッシュ２０の下方は、ドア本体１１内に延びて該ドア本体１１に固定される。本実施形態は、このドアサッシュ１３の立柱サッシュ２０に適用したものである。

立柱サッシュ２０は、図２に示すように、インナー部材（メイン立柱部材）２１、アウター部材（サブ立柱部材）２２及びウェザーストリップ保持部材２３を備えている。このうち、インナー部材２１とアウター部材２２は亜鉛メッキ鋼板からなり、ウェザーストリップ保持部材２３は生鋼板（冷間圧延鋼板（ＳＰＣＣ材））からなっている。ウェザーストリップ保持部材２３は無くてもよく、ウェザーストリップをインナー部材２１にクリップ止めしてもよい。インナー部材（亜鉛メッキ鋼板）２１の板厚は、アウター部材（生鋼板）２２の板厚より厚い。

インナー部材２１は、車両の車外側に位置する意匠部２１ａと、該意匠部２１ａから車内側に延びる折返部２１ｂとを有し、折返部２１ｂは、意匠部２１ａから斜めに車内側に延びる車内方向延長部２１ｂ１、車内方向延長部２１ｂ１の車内側端部から窓開口側に延びる前後方向部２１ｂ２、及び前後方向部２１ｂ２の窓開口側端部から車外側に延びる車外方向延長部２１ｂ３を有している。

アウター部材２２は、車両の車外側に位置する意匠部２２ａと、該意匠部２２ａから車内側に延びる折返部２２ｂとを有し、折返部２２ｂは、インナー部材２１の車内方向延長部２１ｂ１に沿って斜めに車内側に延びる車内方向延長部２２ｂ１、車内方向延長部２２ｂ１の車内側端部から窓開口側に階段状に延びる閉断面（袋状部）形成部２２ｂ２、及び閉断面形成部２２ｂ２の窓開口側端部からインナー部材２１の車外方向延長部２１ｂ３に沿って車外側に延びる車外方向延長部２２ｂ３を有している。インナー部材２１の折返部２１ｂ（車内方向延長部２１ｂ１、前後方向部２１ｂ２及び車外方向延長部２１ｂ３）と、アウター部材２２の折返部２２ｂ（閉断面形成部２２ｂ２）とで、閉断面形状の袋状部２２ｃを形成している。意匠部２２ａの窓開口側の先端部は折返密着部２２ａ１を構成している。

インナー部材２１の折返部２１ｂ（車内方向延長部２１ｂ１、前後方向部２１ｂ２及び車外方向延長部２１ｂ３）と、アウター部材２２の折返部２２ｂ（車内方向延長部２２ｂ１、閉断面形成部２２ｂ２及び車外方向延長部２２ｂ３）とで、閉断面形状の袋状部２２ｃを形成している。インナー部材２１の車外方向延長部２１ｂ３の車外側の先端部とアウター部材２２の車外方向延長部２２ｂ３の車外側の先端部は、袋状部２２ｃを閉じるように重畳された重畳部（重畳板部）を構成している。アウター部材２２の車内方向延長部２２ｂ１は、車内方向延長部２２ｂ１の上下方向に所定間隔で複数箇所に、窓開口側から車内方向に突出した、溶接用の座面２２ｂ１１を備えている。車内方向延長部２２ｂ１及び座面２２ｂ１１とインナー部材２１の車内方向延長部２１ｂ１は、袋状部２２ｃを閉じるように重畳された重畳部（重畳板部）を構成している。なお、車内方向延長部２２ｂ１に座面２２ｂ１１を形成せずに、車内方向延長部２２ｂ１と２１ｂ１とを重畳させて板部を構成してもよい。車内方向延長部２２ｂ１と２１ｂ１とを直接重畳させた重畳部としてもよい。あるいは、溶接用の座面をインナー部材２１の車内方向延長部２２ｂ１側に設けてもよい。

なお、本実施形態の説明では立柱サッシュ２０の袋状部２２ｃを形成する２部材のうち、車内側に位置する部材（符号２１を付した部材）をインナー部材、車外側に位置する部材（符号２２を付した部材）をアウター部材２２と称するが、袋状部２２ｃを形成する２部材のうち、重畳部の外側に位置する部材（符号２１を付した部材）をアウター部材、内側に位置する部材（符号２２を付した部材）をインナー部材と称してもよい。

ウェザーストリップ保持部材２３は、ドア側ウェザーストリップＤＷＳを保持するチャンネル材で、インナー部材２１の車内方向延長部２１ｂ１、アウター部材２２の車内方向延長部２２ｂ１と一緒に溶接結合（例えばスポット溶接）されている。ドア側ウェザーストリップＤＷＳ及び車両ボディＢに支持されたボディ側ウェザーストリップＢＷＳは周知のように、車両ドア１０を閉じたとき、車両ボディＢのセンターピラー１６との間及びインナー部材２１の車内方向延長部２１ｂ１との間で圧縮されて、雨水の車両ボディ内への浸入を防止する。

アウター部材２２の意匠部２２ａと折返部２２ｂは、ガラスランＧＲを保持するガラスラン保持凹部を構成し、ガラスランＧＲは周知のように窓開口１２を開閉する窓ガラスＧを案内する。アウター部材２２の車外方向延長部２２ｂ３の車外側の端部は、窓開口側に折曲された折曲部（折曲板部）２２ｂ４を構成しており、インナー部材２１の車外方向延長部２１ｂ３の車外側板厚端面（板止まり）２１ｂ４は、この折曲部２２ｂ４の車内側の面に対向している。窓ガラスＧが開閉駆動されると、ガラスランＧＲには車両幅方向の力が加わる。折曲部２２ｂ４は、この力を受け止め、ガラスランＧＲが破損するのを防ぎ、バタツキも防ぐ。

インナー部材２１の意匠部２１ａとアウター部材２２の意匠部２２ａはほぼ面一となり、その外面に装飾部材であるガーニッシュが装着される。

インナー部材２１の車外方向延長部２１ｂ３及び車外側板厚端面２１ｂ４とアウター部材２２の車外方向延長部２２ｂ３は、重畳された重畳部を構成し、この重畳部は、ガラスラン保持凹部の車内側の保持部を形成している。

本実施形態は、このメッキ鋼板からなるインナー部材２１の車外方向延長部２１ｂ３と、メッキ鋼板からなるアウター部材２２の車外方向延長部２２ｂ３（折曲部２２ｂ４）をレーザ溶接により溶接結合する。

レーザ溶接工程では、図３に示すように、メッキ鋼板からなるインナー部材２１の車外方向延長部２１ｂ３とメッキ鋼板からなるアウター部材２２の車外方向延長部２２ｂ３とを重畳し、車外方向延長部２１ｂ３の車外側板厚端面２１ｂ４を車外方向延長部２２ｂ３の折曲部２２ｂ４の車内側の面に当接させる。この状態において、レーザ溶接光を、車外側から、折曲部２２ｂ４の車外側の面２２ｂ６に照射する。すると、折曲部２２ｂ４の車内側の面２２ｂ５と車外側板厚端面２１ｂ４及び車外方向延長部２１ｂ３と２２ｂ３の接触部４０が溶融して接合される。ウェザーストリップ保持部材２３は、車内方向延長部２１ｂ１と座面２２ｂ１１を溶接した後、アウター部材２２の車内方向延長部２２ｂ１と溶接する。

インナー部材２１はメッキ鋼板からなるが、その車外側板厚端面２１ｂ４（いわゆる板止まり）には十分にメッキがされない（メッキの乗りが悪い）ため、車外側板厚端面２１ｂ４を溶接したときに爆飛が発生し難いので、車外側板厚端面２１ｂ４と折曲部２２ｂ４の溶接性が向上し、強固で精度のよい溶接が可能になる。この実施形態の溶接痕は、折曲部２２ｂ４の車外側に現れるので、ガラスランＧＷに隠される。

レーザ溶接光の照射方向（角度）、照射位置は、図示の照射方向（角度）、照射位置に限定されない。折曲部２２ｂ４と車外側板厚端面２１ｂ４、車外方向延長部２１ｂ３と２２ｂ３が接触部４０で溶融接合できる範囲で選択可能である。付加的に、車外方向延長部２１ｂ３の窓開口側の面からレーザ溶接光を照射してもよい。

メッキ鋼板からなるインナー部材２１の車内方向延長部２１ｂ１と、生鋼板からなるアウター部材２２の座面２２ｂ１１も、インナー部材２１の車外方向延長部２１ｂ３と、アウター部材２２の車外方向延長部２２ｂ３のレーザ光溶接工程により溶接できる。ウェザーストリップ保持部材２３は、車内方向延長部２１ｂ１と座面２２ｂ１１を溶接した後、アウター部材２２の車内方向延長部２２ｂ１と溶接する。

図４、図５は、インナー部材２１とアウター部材２２の重畳部（重畳板部）の第２の実施形態を、縦（上下）方向の異なる位置で横断した断面図を示している。第２の実施形態では、アウター部材２２の車外方向延長部２２ｂ３を一旦、車外方向延長部２１ｂ３から離間させた離間部２２ｂ７を形成し、その後、離間部２２ｂ７を窓開口側に折曲して車外方向延長部２１ｂ３の車外側板厚端面２１ｂ４２と接触する折曲部（折曲板部）２２ｂ４が形成されている。離間部２２ｂ７と車外方向延長部２１ｂ３との間には隙間４３が形成されている。インナー部材２１の車外方向延長部２１ｂ３の端部に、縦方向に所定間隔で凹凸部を形成して、凸部を形成する車外側板厚端面２１ｂ４２を折曲部２２ｂ４の車内側の面２２ｂ５に当接させ（図４）、凹部を形成する車外側板厚端面２１ｂ４３と折曲部２２ｂ４の車内側の面２２ｂ５との間に隙間４５を設けている（図５）。

第２の実施形態では、レーザ溶接光を、折曲部２２ｂ４の車外側の面２２ｂ６から車内側の面２２ｂ５と車外側板厚端面２１ｂ４２の接触部４４に照射する。すると、折曲部２２ｂ４の車内側の面２２ｂ５と車外側板厚端面２１ｂ４２の接触部４４が溶融し、溶接結合される。

第２の実施形態では、車外方向延長部２１ｂ３と車外方向延長部２２ｂ３の離間部２２ｂ７との間に隙間４３があるので、車外側板厚端面２１ｂ４２の全面が折曲部２２ｂ４の車内側の面２２ｂ５と接触し、車外側板厚端面２１ｂ４２と車内側の面２２ｂ５との接触状態が良好に保たれる。さらに第２の実施形態は、車外側板厚端面２１ｂ４３と折曲部２２ｂ４の車内側の面２２ｂ５との間に隙間４３と外部とを連通する隙間４５を有するので、レーザ溶接光による溶接の際に、接触部４４で膨張、溶融した層がその隙間４３、４５に流れ込んで、折曲部２２ｂ４及び車外方向延長部２１ｂ３と２２ｂ３の変形が防止され、また溶接の際の膨張ガスがこれらの隙間４３、４５から外部に抜けるので爆飛の虞れが無い。第３の実施形態の溶接痕は、折曲部２２ｂ４の車外側に現れるので、ガラスランＧＷに隠される。
レーザ溶接光の照射方向（角度）、照射位置は、図示の照射方向（角度）、照射位置に限定されない。折曲部２２ｂ４と車外側板厚端面２１ｂ４が接触部４４で溶融接合できる範囲で選択可能である。

図６は、図４、図５の実施形態において、付加的に、レーザ溶接光を、車外方向延長部２１ｂ３の窓開口側（アウター部材２２とは反対側）の面に、窓開口側から照射する第３の実施形態を示している。その際、銅製の治具５１を、車外方向延長部２２ｂ３のレーザ溶接光照射位置と対向する位置であって、アウター部材２２の車外方向延長部２２ｂ３の車外方向延長部２１ｂ３とは反対側の面に当て付けている。このように治具５１を車外方向延長部２２ｂ３に当接させた状態でレーザ溶接光を照射すると、車外方向延長部２１ｂ３と２２ｂ３の接触部４２が溶融し、溶接結合される。治具５１は、溶融の際に発生する熱を吸収する作用をし、爆飛する虞れを減らすことができる。

以上の各実施形態は、インナー部材２１とアウター部材２２をともにメッキ鋼板から構成した上で、インナー部材２１の車外方向延長部２１ｂ３とメッキ鋼板からなるアウター部材２２の車外方向延長部２２ｂ３とを重畳して、折曲部２２ｂ４と車外側板厚端面２１ｂ４とをレーザ溶接するので、外観に優れる車両用立柱サッシュを得ることができる。本実施形態は、アウター部材２２の折曲部２２ｂ４と、インナー部材２１の車外方向延長部２１ｂ３の車外側板厚端面２１ｂ４とをレーザ溶接したので、ヘミング加工を用いることなく、ガラスラン保持凹部の車内側の保持部を形成することができる。

以上の実施形態では折曲部２２ｂ４をアウター部材２２に形成したが、図７の第４の実施形態では、インナー部材２１の重畳部を形成する車外方向延長部２１ｂ３の車外側端部に、窓開口の外方向に折曲した折曲部２１ｂ４′を形成し、折曲部２１ｂ４′のアウター部材２２側の車内側の面２１ｂ５′を、アウター部材２２の重畳部を形成する車外方向延長部２２ｂ３の車外側板厚端面２２ｂ４′に当接させている。折曲部２１ｂ４′の車内側の面２１ｂ５′とは反対側の車外側の面２１ｂ６′からレーザ溶接光が照射され、折曲部２１ｂ４′の車内側の面２１ｂ５′と車外側板厚端面２２ｂ４′及び車外方向延長部２１ｂ３と２２ｂ３の接触部４０′が溶融して接合されている。その他の構成は、図３の第１の実施形態と同一であり、同一の構成要素には同一の符号を付している。

なお、第２および第３の実施形態において、アウター部材２２に形成した折曲部２２ｂ４及び離間部２２ｂ７と同様の曲折部及び離間部をインナー部材２１に形成し、インナー部材２１に形成した車外側の板厚端面２１ｂ４１、２１ｂ４２、２１ｂ４３と同様の板厚端面をアウター部材２２に形成し、インナー部材２１とアウター部材２２の間に隙間４３、４５と同様の隙間を形成することもできる。

本発明の車両用立柱サッシュは、車両用のドアに広く適用可能である。

Ｂ 車両ボディ
ＢＷＳ ボディ側ウェザーストリップ
ＤＷＳ ドア側ウェザーストリップ
ＧＲ ガラスラン
１０ 車両ドア
１１ ドア本体
１２ 窓開口
１３ ドアサッシュ（窓枠）
１４ アッパサッシュ
１６ センターピラー
２０ 立柱サッシュ
２１ インナー部材
２１ａ 意匠部
２１ｂ 折返部
２１ｂ１ 車内方向延長部
２１ｂ２ 前後方向部
２１ｂ３ 車外方向延長部（車外側に向かう板部、重畳部）
２１ｂ４ ２１ｂ４１ ２１ｂ４２ ２１ｂ４３ 車外側の板厚端面
２１ｂ４′ 折曲部
２１ｂ５′ 車内側の面
２１ｂ６′ 車外側の面
２２ アウター部材
２２ａ 意匠部
２２ｂ 折返部
２２ｂ１ 車内方向延長部
２２ｂ２ 閉断面（袋状部）形成部
２２ｂ３ 車外方向延長部（車外側に向かう板部、重畳部）
２２ｂ４ 折曲部
２２ｂ５ 車内側の面
２２ｂ６ 車外側の面
２２ｂ７ 離間部
２２ｂ４′ 車外側の板厚端面
２２ｃ 袋状部
２３ ウェザーストリップ保持部材
４０ ４０′ ４２ ４４ 接触部
４３ ４５ 隙間

Claims (6)

1. インナー部材とアウター部材を有し、上記インナー部材とアウター部材には袋状部を構成する重畳部が形成された車両用ドアサッシュにおいて、
   上記インナー部材とアウター部材の一方に、上記重畳部に連なる一枚板構造の折曲部が形成されていること、
   上記インナー部材とアウター部材の他方は、その板厚端面の少なくとも一部が上記一枚板構造の折曲部に当接していること、及び
   上記一枚板構造の折曲部と上記板厚端面とが、上記一枚板構造の折曲部の上記板厚端面とは反対側の面から上記当接部においてレーザ溶接され、該反対側の面に同レーザ溶接の溶接痕が残存していること、
   を特徴とする車両用立柱サッシュを備えたドアサッシュ。
2. 請求の範囲第１項記載の車両用立柱サッシュを備えたドアサッシュにおいて、上記一枚板構造の折曲部は上記アウター部材に形成されていて、上記インナー部材とアウター部材の溶接箇所は、上記アウター部材の上記一枚板構造の折曲部のインナー部材側の面とインナー部材の板厚端面との接触部である車両用立柱サッシュを備えたドアサッシュ。
3. 請求の範囲第１項記載の車両用立柱サッシュを備えたドアサッシュにおいて、上記一枚板構造の折曲部は上記インナー部材に形成されていて、上記インナー部材とアウター部材の溶接箇所は、上記インナー部材の上記一枚板構造の折曲部のアウター部材側の面とアウター部材の板厚端面との接触部である車両用立柱サッシュを備えたドアサッシュ。
4. 請求の範囲第１項乃至第３項のいずれか１項記載の車両用立柱サッシュを備えたドアサッシュにおいて、上記インナー部材とアウター部材は、少なくともいずれか一方がメッキ鋼板からなる車両用立柱サッシュを備えたドアサッシュ。
5. 請求の範囲第１項乃至第４項のいずれか１記載の車両用立柱サッシュを備えたドアサッシュにおいて、上記一枚板構造の折曲部を有する側の部材には、上記一枚板構造の折曲部と上記重畳部との間において、上記インナー部材とアウター部材を非接触とする離間部が形成されていて、上記一枚板構造の折曲部は、上記離間部から上記一枚板構造の折曲部を有さない部材側に折曲されて連なる車両用立柱サッシュを備えたドアサッシュ。
6. 請求の範囲第１項乃至第５項のいずれか１項記載の車両用立柱サッシュを備えたドアサッシュにおいて、上記板厚端面には、上記一枚板構造の折曲部との当接部と非当接部が形成されている車両用立柱サッシュを備えたドアサッシュ。

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