JP2022145485A - 車両用サイドドア - Google Patents

Abstract

【課題】アルミニウム材からなるドアパネル部材に鋼材からなるドア用部品が接合されたサイドドアにおいて、異種金属接触腐食の発生の抑制を図る。【解決手段】サイドドアは、アルミニウム材からなるドアパネル部材１１と、ドアパネル部材１１に接合されたドア用部品３０とを備える。ドア用部品３０は、鋼材からなる母材３０）と、耐食性を有し、母材３０ａの表面に形成されためっき層３０ｂとを備える。ドアパネル部材１１とドア用部品３０とが接合された接合部５０において、ドアパネル部材１１と母材３０ａとの間にめっき層３０ｂが介在している。【選択図】図４

Description

本発明は、車両用サイドドアに関する。

特許文献１のサイドドアは、アルミ合金材からなるインナパネルと、インナパネルに接合され、アルミ合金材からなるドアフレームとを備える。

特許文献１に開示されているような、インナパネルとドアフレームとがともにアルミ合金材からなるサイドドアは、製造コストが高い。サイドドアの製造コストの低減を図るために、ドアフレームを鋼材で製造することが知られている。

特開２０１４－０１８８０６号公報

しかし、ドアフレームを鋼材で製造した場合、アルミ合金材からなるインナパネルと鋼材からなるドアフレームとの接合部において、異種金属接触腐食が発生することがある。

本発明は、アルミニウム材からなるドアパネル部材に鋼材からなるドア用部品が接合されたサイドドアにおいて、異種金属接触腐食の発生の抑制を図ることを目的とする。

本発明の一態様は、アルミニウム材からなるドアパネル部材と、前記ドアパネル部材に接合されたドア用部品とを備え、前記ドア用部品は、鋼材からなる母材と、耐食性を有し、前記母材の表面に形成されためっき層とを備え、前記ドアパネル部材と前記ドア用部品とが接合された接合部において、前記ドアパネル部材と前記母材との間に前記めっき層が介在している、車両用サイドドアを提供する。

アルミニウム材とは、純アルミニウム又はアルミニウム合金をいう。

この構成によれば、接合部においてドアパネル部材とドア用部品の母材との間に耐食性のあるめっき層が介在している。つまり、接合部において、アルミニウム材からなるドアパネル部材と、鋼材からなる母材とが直接接触することなく、ドアパネル部材とドア用部品とが接合されている。このため、ドアパネル部材とドア用部品との間における異種金属接触腐食の発生を抑制できる。

前記ドアパネル部材と前記ドア用部品とは、クリンチ接合により接合されてもよい。

この構成によれば、ドアパネル部材とドア用部品とがクリンチ接合により接合されている。クリンチ接合は、複数の金属板材を破断することなく接合可能な接合方法である。このため、ドアパネル部材とドア用部品との接合によるめっき層の損傷が抑制される。その結果、ドアパネル部材と母材との間にめっき層が介在した状態が維持されるので、ドアパネル部材とドア用部品との間における異種金属接触腐食の発生を抑制できる。

前記ドアパネル部材と前記ドア用部品とは、表面処理された締結部品により接合されていてもよい。

この構成によれば、締結部品が鋼材からなる場合であっても、締結部品が表面処理されているので、アルミニウム材からなるドアパネル部材と、鋼材からなる締結部品とが直接接触しない。このため、ドアパネル部材と締結部品との間における異種金属接触腐食の発生を抑制できる。

前記締結部品は、リベットであってもよく、前記ドアパネル部材と前記ドア用部品とは、表面処理された前記リベットによりセルフピアスリベット接合されてもよい。

前記めっき層は、亜鉛、アルミニウム、及びマグネシウムを含んでもよい。

亜鉛を含むめっき層により被覆された鋼材は、優れた耐食性を示す。また、めっき層に含まれる亜鉛にアルミニウム及びマグネシウムを添加することで、めっき層に被覆された鋼材の耐食性はさらに向上する。この構成によれば、めっき層に亜鉛、アルミニウム及びマグネシウムが含まれるため、ドアパネル部材とドア用部品との間における異種金属接触腐食の発生を抑制できる。

前記ドアパネル部材は、ドア本体部を構成するインナパネル又はアウタパネルであってもよく、前記ドア用部品は、サッシュ部を構成するサッシュインナ又はサッシュアウタであってもよい。

本発明によれば、アルミニウム材からなるドアパネル部材に鋼材からなるドア用部品が接合されたサイドドアにおいて、異種金属接触腐食の発生を抑制できる。

本発明の実施形態に係るサイドドアの斜視図。 上記実施形態に係るサイドドアの分解斜視図。 上記実施形態に係るインナパネルとインナサッシュとの接合部を示す模式図。 図３のＩＶ－ＩＶ線に沿った断面図。 上記実施形態の変形例に係る図４と同様の断面図。

以下、添付の図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。

図１は、本実施形態のサイドドア１の斜視図である。図２は、本実施形態のサイドドア１の分解斜視図である。図１及び図２において、車両の前方をＸ方向で示し、車幅方向の外側をＹ方向で示し、車両の上方をＺ方向で示している。

図１を参照すると、本実施形態のサイドドア１は、上下方向回りに回転可能に車両側部の前側に取り付けられ、車両側部に設けられたドア開口（図示せず）を開閉するフロントサイドドアである。本実施形態のサイドドア１は、本発明に係る車両用サイドドアの一例である。

サイドドア１は、ドア本体部１０と、ドア本体部１０の上方に配置されたサッシュ部２０とを備える。サッシュ部２０は、サイドウィンドウ（図示せず）を支持する金属製の枠である。

図２を参照すると、ドア本体部１０は、インナパネル１１と、アウタパネル１２と、ドアビーム１３とを備える。

インナパネル１１は、アルミニウム合金板からなる。本実施形態のインナパネル１１は、本発明に係るドアパネル部材の一例である。

アウタパネル１２は、アルミニウム合金板からなる。アウタパネル１２は、インナパネル１１より車幅方向の外側に配置されている。アウタパネル１２は、外周部がインナパネル１１側に折り返されてヘム加工されることで、インナパネル１１と接合されている。

ドアビーム１３は、車両前後方向に延びた断面円形の金属パイプである。ドアビーム１３は、インナパネル１１とアウタパネル１２との間に配置されている。ドアビーム１３は、長手方向（車両前後方向）の両端部においてブラケット１４，１５を介してインナパネル１１に取り付けられている。本実施形態のドアビーム１３と、ブラケット１４，１５とは、鋼板からなる。なお、ドアビーム１３の断面形状は、円形に限られず、また、その材料は鋼板に限られない。

サッシュ部２０は、サッシュインナ３０と、サッシュアウタ４０とを備える。サッシュ部２０は、サッシュインナ３０とサッシュアウタ４０とが接合されることにより構成された閉断面構造を有する。

本実施形態のサッシュインナ３０は、溶融Ｚｎ－Ａｌ－Ｍｇ系めっき鋼板からなる。サッシュインナ３０は、インナフロントフレーム３１と、インナリアフレーム３２とを備える。本実施形態のサッシュインナ３０は、本発明に係るドア用部品の一例である。

本実施形態のインナフロントフレーム３１は、溶融Ｚｎ－Ａｌ－Ｍｇ系めっき鋼板からなる。インナフロントフレーム３１は、車両のフロントピラー（図示せず）及びサイドレール（図示せず）に沿って、上方に向かって後方に湾曲して延びている。インナフロントフレーム３１の前端は、インナパネル１１に接合されている。インナフロントフレーム３１の後端は、インナリアフレーム３２の上端に接合されている。

本実施形態のインナリアフレーム３２は、溶融Ｚｎ－Ａｌ－Ｍｇ系めっき鋼板からなる。インナリアフレーム３２は、車両のセンターピラー（図示せず）に沿って上下方向に延びている。インナリアフレーム３２の下端は、インナパネル１１とアウタパネル１２とに接合されている。インナリアフレーム３２の上端は、インナフロントフレーム３１の後端に接合されている。

本実施形態のサッシュアウタ４０は、溶融Ｚｎ－Ａｌ－Ｍｇ系めっき鋼板からなる。サッシュアウタ４０は、アウタフロントフレーム４１と、アウタリアフレーム４２とを備える。サッシュアウタ４０は、サッシュインナ３０より車幅方向の外側に配置されている。

本実施形態のアウタフロントフレーム４１は、溶融Ｚｎ－Ａｌ－Ｍｇ系めっき鋼板からなる。アウタフロントフレーム４１は、車両のフロントピラー（図示せず）及びサイドレール（図示せず）に沿って、上方に向かって後方に湾曲して延びている。アウタフロントフレーム４１の前端は、インナパネル１１に接合されている。アウタフロントフレーム４１の後端は、アウタリアフレーム４２の上端に接合されている。また、アウタフロントフレーム４１は、その延在方向に沿って複数の箇所でインナフロントフレーム３１に接合されている。

本実施形態のアウタリアフレーム４２は、溶融Ｚｎ－Ａｌ－Ｍｇ系めっき鋼板からなる。アウタリアフレーム４２は、車両のセンターピラー（図示せず）に沿って上下方向に向かって延びている。アウタリアフレーム４２の下端は、インナパネル１１とアウタパネル１２とに接合されている。アウタリアフレーム４２の上端は、アウタフロントフレーム４１の後端に接合されている。また、アウタリアフレーム４２は、その延在方向に沿って複数の箇所でインナリアフレーム３２に接合されている。

図３は、インナパネル１１とサッシュインナ３０との接合部５０を示す模式図である。また、図３では、インナパネル１１とサッシュインナ３０とを車幅方向の外側から見た状態を示している。図３では、インナパネル１１とサッシュインナ３０以外の構成要素（例えば、サッシュアウタ４０）の図示を省略している。図３において、車両の前方をＸ方向で示し、車両の幅方向外側をＹ方向で示し、車両の上方をＺ方向で示している。また、図４は、図３のＩＶ－ＩＶ線に沿った断面図である。

図３を参照すると、インナパネル１１とサッシュインナ３０とが重ね合わされた部分には、複数の接合部５０が設けられている。後述するように、本実施形態のインナパネル１１とサッシュインナ３０とは、接合部５０においてトックス（登録商標）接合等のクリンチ接合により機械的に接合されている。

上述したように、本実施形態のサッシュインナ３０は、溶融Ｚｎ－Ａｌ－Ｍｇ系めっき鋼板からなる。具体的には、図４に示すように、本実施形態のサッシュインナ３０は、鋼材からなる母材３０ａと、母材３０ａの表面に形成されためっき層３０ｂとを有する。本実施形態のめっき層３０ｂは、亜鉛、アルミニウム、及びマグネシウムを含んでおり、耐食性を有する。母材３０ａがめっき層３０ｂにより被覆されることで、サッシュインナ３０は耐食性を有している。

接合部５０において、インナパネル１１と母材３０ａとの間には、めっき層３０ｂが介在している。つまり、接合部５０において、インナパネル１１と、サッシュインナ３０のめっき層３０ｂとが接触している。一方で、接合部５０において、アルミニウム材からなるインナパネル１１と、鋼材からなる母材３０ａとは、直接接触しないようになっている。

本実施形態では、インナパネル１１とサッシュインナ３０とは、接合部５０において、トックス（登録商標）接合により機械的に接合されている。接合部５０は、インナパネル１１に設けられ、サッシュインナ３０側に突出した凸部５１と、サッシュインナ３０に設けられ、インナパネル１１とは反対側に窪んだ凹部５２とにより構成されている。凸部５１の先端部（サッシュインナ３０側の端部）には、側方に向かって張り出した膨出部５１ａが形成されている。膨出部５１ａが凹部５２に食い込むことで、凸部５１と凹部５２とが噛み合ったインターロック部５３が形成されている。このインターロック部５３により、インナパネル１１とインナリアフレーム３２とが接合されている。

図５に示す本実施形態の変形例では、インナパネル１１とサッシュインナ３０とは、接合部５０において、セルフピアスリベット接合により機械的に接合されている。インナパネル１１とサッシュインナ３０とは、鋼材からなるリベット６０により接合されている。リベット６０は、めっきや塗装などで表面処理されている。リベット６０の表面には、耐食性を有する表面処理層ないし皮膜６１が形成されている。皮膜６１は、例えば、ニッケルめっき皮膜、クロメート皮膜、またはジルコニウム系化成皮膜である。皮膜６１は、耐食性を有していれば、ニッケルめっき皮膜、クロメート皮膜、またはジルコニウム系化成皮膜に限定されない。

この変形例においても、接合部５０において、インナパネル１１と母材３０ａとの間には、めっき層３０ｂが介在している。つまり、接合部５０において、インナパネル１１と、サッシュインナ３０のめっき層３０ｂとが接触している。一方で、接合部５０において、アルミニウム材からなるインナパネル１１と、鋼材からなる母材３０ａとは、直接接触しないようになっている。

リベット６０がめっきや塗装などで表面処理されているため、アルミニウム材からなるインナパネル１１と鋼材からなるリベット６０とが直接接触することはなく、異種金属接触腐食が抑制できる。詳細には、リベット６０の表面には耐食性を有する皮膜６１が形成されているため、ドアパネル部材１１とリベット６０との間には、皮膜６１が介在している。これにより、アルミニウム材からなるインナパネル１１と、鋼材からなるリベット６０とが直接接触しないようになっており、異種金属接触腐食が抑制できる。

本変形例のリベット６０は、本発明に係る締結部品の一例である。本発明に係る締結部品は、リベット６０に限定されず、ねじまたはボルトであってもよい。また、接合方法は、セルフピアスリベット接合に限定されず、ＦＤＳ（Ｆｌｏｗ Ｄｒｉｌｌｉｎｇ Ｓｃｒｅｗ）接合（ＦＤＳは、登録商標）またはボルト接合であってもよい。

本実施形態に係るサイドドア１は、以下の機能を有する。

接合部５０においてインナパネル１１と母材３０ａとの間に、耐食性のあるめっき層３０ｂが介在している。つまり、アルミニウム合金板からなるインナパネル１１と、サッシュインナ３０の鋼材からなる母材３０ａとが直接接触することなく、インナパネル１１とサッシュインナ３０とが接合されている。このため、インナパネル１１とサッシュインナ３０との間における異種金属接触腐食の発生を抑制できる。

インナパネル１１とサッシュインナ３０とがクリンチ接合により接合されている。クリンチ接合は、複数の金属板材を破断することなく接合可能な接合方法である。このため、インナパネル１１とサッシュインナ３０との接合によるめっき層３０ｂの損傷が抑制される。その結果、インナパネル１１とサッシュインナ３０の母材３０ａとの間にめっき層３０ｂが介在した状態が維持されるので、インナパネル１１とサッシュインナ３０との間における異種金属接触腐食の発生を抑制できる。

亜鉛を含むめっき層により被覆された鋼材は、優れた耐食性を示す。また、めっき層に含まれる亜鉛にアルミニウム及びマグネシウムを添加することで、めっき層に被覆された鋼材の耐食性はさらに向上する。サッシュインナ３０のめっき層３０ｂには、亜鉛、アルミニウム及びマグネシウムが含まれるため、インナパネル１１とサッシュインナ３０との間における異種金属接触腐食の発生を抑制できる。

以上より、本発明の具体的な実施形態およびその変形例について説明したが、本発明は上記形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することができる。

例えば、上記実施形態では、フロントサイドドアであるサイドドア１を本発明の車両用サイドドアの一例として用いたが、これに限定されない。つまり、本発明に係る車両用サイドドアは、車両後部に設けられるリアサイドドアであってもよい。

上記実施形態では、本発明に係るドアパネル部材の一例として、インナパネル１１を用いて説明したが、これに限定されない。つまり、本発明に係るドアパネル部材は、アウタパネル１２であってもよい。この場合、ドアパネル部材としてのアウタパネル１２に接合されるドア用部品は、例えば、ブラケット１４，１５であってもよい。

上記実施形態では、本発明に係るドア用部品の一例としてサッシュインナ３０を用いて説明したが、これに限定されない。例えば、本発明に係るドア用部品は、サッシュアウタ４０であってもよいし、ブラケット１４，１５であってもよい。

上記実施形態のめっき層は、亜鉛、アルミニウム、及びマグネシウムを含んでいたが、耐食性を有していればこれに限定されない。例えば、めっき層は、マグネシウムを含んでいなくてもよい。つまり、この場合では、ドア用部品としてのサッシュインナ３０、サッシュアウタ４０、又はブラケット１４，１５は、亜鉛アルミニウム合金系めっき鋼板からなっていてもよい。

１ サイドドア（車両用サイドドア）
１０ ドア本体部
１１ インナパネル（ドアパネル部材）
１２ アウタパネル
１３ ドアビーム
１４，１５ ブラケット
２０ サッシュ部
３０ サッシュインナ（ドア用部品）
３０ａ 母材
３０ｂ めっき層
３１ インナフロントフレーム
３２ インナリアフレーム
４０ サッシュアウタ
４１ アウタフロントフレーム
４２ アウタリアフレーム
５０ 接合部
５１ 凸部
５１ａ 膨出部
５２ 凹部
５３ インターロック部
６０ リベット（締結部品）
６１ 皮膜

Claims (6)

1. アルミニウム材からなるドアパネル部材と、
   前記ドアパネル部材に接合されたドア用部品と
   を備え、
   前記ドア用部品は、
   鋼材からなる母材と、
   耐食性を有し、前記母材の表面に形成されためっき層と
   を備え、
   前記ドアパネル部材と前記ドア用部品とが接合された接合部において、前記ドアパネル部材と前記母材との間に前記めっき層が介在している、車両用サイドドア。
2. 前記ドアパネル部材と前記ドア用部品とは、クリンチ接合により接合されている、請求項１に記載の車両用サイドドア。
3. 前記ドアパネル部材と前記ドア用部品とは、表面処理された締結部品により接合されている、請求項１に記載の車両用サイドドア。
4. 前記締結部品は、リベットであり、
   前記ドアパネル部材と前記ドア用部品とは、表面処理された前記リベットによりセルフピアスリベット接合されている、請求項３に記載の車両用サイドドア。
5. 前記めっき層は、亜鉛、アルミニウム、及びマグネシウムを含む、請求項１から４のいずれか１項に記載の車両用サイドドア。
6. 前記ドアパネル部材は、ドア本体部を構成するインナパネル又はアウタパネルであり、
   前記ドア用部品は、サッシュ部を構成するサッシュインナ又はサッシュアウタである、請求項１から５のいずれか１項に記載の車両用サイドドア。

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