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JP6472602B2 - 車両用ドアフレーム構造 - Google Patents

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JP6472602B2 JP2014077767A JP2014077767A JP6472602B2 JP 6472602 B2 JP6472602 B2 JP 6472602B2 JP 2014077767 A JP2014077767 A JP 2014077767A JP 2014077767 A JP2014077767 A JP 2014077767A JP 6472602 B2 JP6472602 B2 JP 6472602B2
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Description

本発明は車両用ドアフレーム構造に関し、特に接続部材を介してドアフレームをドアパネルに対して固定させるドアフレーム構造に関する。
ドアパネル内にドアフレーム(ドアサッシュ)を挿入して固定するタイプの車両用ドアでは、ドアパネルへの接続部分周辺におけるドアフレームの強度確保が求められる。その対策として、ドアフレームのうちドアパネルへ挿入される挿入部の断面形状を変化させて断面強度を向上させたものが知られている。例えば特許文献1のドアフレームでは、意匠部から車内側に突出する筒状断面または袋状断面(一部が開かれた筒状)の突出部の幅を、ドアパネルの外側に露出(突出)する露出部分よりもドアパネル内への挿入部分において大きくさせている。ドアフレームの構成部材がプレス成形品である場合は、製造時における断面形状の設定自由度が高いため、立体的な断面形状を有する突出部においても、部分的に断面形状を異ならせることは比較的容易である。一方、ドアフレームの構成部材を押出成形で形成する場合(例えば特許文献2)は、立体的な断面形状をなす突出部について、長手方向の一部でのみ断面形状を異ならせるような設定が難しい。
特開2013-71629号公報 特開2012-106691号公報
本発明は、ドアパネルとの接続部分で簡単かつ確実に高い強度を得られる車両用ドアフレーム構造を提供することを目的とする。
本発明は、ドアフレームを接続部材を介してドアパネルに組み付ける車両用ドアフレーム構造において、ドアフレームは、車外側に位置する意匠部と、該意匠部に対して車内側に突出する筒状または袋状の一定断面形状をなす突出部とを有し、ドアフレームと接続部材はそれぞれ、ドアパネル内に挿入される挿入部分とドアパネル外に露出する露出部分とを有し、接続部材の挿入部分がドアパネルに固定されており、接続部材は、挿入部分から露出部分まで連続してドアフレームの突出部を車内側から覆う囲繞部を有し、接続部材のうち挿入部分は、囲繞部と、囲繞部からドアフレームの内周側及び外周側に延びるフランジと、を備え、接続部材のうち露出部分は囲繞部のみを備えることを特徴とする。
ドアフレームの突出部は少なくとも、車内側を向く車内側部と、該車内側部を挟んでドアフレームの内周側と外周側に離間する内周部及び外周部とを有しており、接続部材の囲繞部は、突出部におけるこれらの車内側部、内周部及び外周部を囲む3つの面を有していることが好ましい。
さらに、ドアパネル外に露出した露出部分で接続部材の囲繞部を車内側から覆うカバー部材を設けることが好ましい。
以上の本発明の車両用ドアフレーム構造によれば、ドアフレームの突出部を一定断面形状としつつ、接続部材に設けた囲繞部によって、ドアパネル外に露出する露出部分からドアパネル内の挿入部分まで連続して突出部を補強している。また、接続部材の挿入部分が囲繞部とフランジとを備え、接続部材の露出部分が囲繞部のみを備えるようにしている。これにより、ドアフレームの突出部の断面形状に制約されることなく、ドアパネルとの接続部分の強度を確実に向上させることができる。
車両の前方側面ドアを構成する、ヒンジブラケットとロックリンフォースを組み付けた状態のドアフレームを車外側から見た図である。 図1のドアフレームを車内側から見た図である。 ドアフレームのサイドフレームがロックリンフォースに対して結合されている部分を拡大して車外側から見た図である。 同部分を拡大して車内側から見た図である。 ドアフレームのアッパフレームがヒンジブラケットに対して結合されている部分を拡大して車外側から見た図である。 同部分を拡大して車内側から見た図である。 ロックリンフォースを車内側から見た図である。 ヒンジブラケットを車内側から見た図である。 図1のIX- IX線に沿う断面図である。 図1のX- X線に沿う断面図である。 図1のXI- XI線に沿う断面図である。 図1のXII-XII線に沿う断面図である。 図1のXIII-XIII線に沿う断面図である。 図1のXIV-XIV線に沿う断面図である。
図1及び図2に示すドアフレーム11は、自動車の前方側面ドア(以下、ドアと呼ぶ)を構成するものである。以下の説明では、前方、後方、上方、下方、車内側、車外側といった方向の表現は、このドアが取り付けられる自動車のボディを基準とした方向を意味する。また、ドアフレーム11において、窓開口12に面する側を内周側、これと反対の側を外周側と呼ぶ。
ドアフレーム11は、ドアの上縁部を形成するアッパフレーム15と、ドアの後縁部を形成するリアサイドフレーム16とを備え、アッパフレーム15とリアサイドフレーム16はリアコーナー部17で接続されている。リアサイドフレーム16はリアコーナー部17から下方に延びており、その下端部側がロックリンフォース(接続部材)30に固定される。アッパフレーム15は、リアコーナー部17から離れて前方に進むにつれて緩やかに下方へ向かう形状を有しており、前端部側の所定箇所がヒンジブラケット(接続部材)40に固定される。
ドアフレーム11の下方の一部は、ドアを構成するドアパネル内に挿入される。ドアパネルは車内側に位置するインナパネル50(図11に一部を示す)と車外側に位置するアウタパネル(不図示)を備えている。また、インナパネル50に固定されるヒンジサイドパネル60(図14に一部を示す)を有する。図3ないし図6に仮想線で示す挿入境界線L1はドアパネルの上縁部の位置を仮想的に示したものであり、ドアフレーム11のうち挿入境界線L1より上方がドアパネルから突出する露出部11aで、挿入境界線L1より下方がドアパネル内に挿入される挿入部11bとなる。図3ないし図6に示すように、ドアフレーム11の後部ではリアサイドフレーム16の一部とロックリンフォース30が挿入部11bに含まれ、ドアフレーム11の前部ではヒンジブラケット40が挿入部11bに含まれる。アッパフレーム15は全体が露出部11aを構成しており、ドアパネル内には挿入されない。挿入部11bでは、ロックリンフォース30がインナパネル50に対して固定され、ヒンジブラケット40がヒンジサイドパネル60に対して固定される。また、ドアの前後方向に延びるベルトラインリンフォース(不図示)が、ロックリンフォース30とヒンジブラケット40に対して固定される。
アッパフレーム15とリアサイドフレーム16の断面形状を図9ないし図13に示す。アッパフレーム15とリアサイドフレーム16は、細部の寸法や形状は異なるものの、リアコーナー部17で突き合せることが可能な対応関係にある部位を有しており、図中ではアッパフレーム15とリアサイドフレーム16の対応する部位については共通の符号で示し、アッパフレーム15の構成要素については符号の末尾に(U)を付し、リアサイドフレーム16の構成要素については符号の末尾に(S)を付して区別している。以下の説明においては、アッパフレーム15とリアサイドフレーム16に共通する内容は(U)や(S)を省いた符号を用い、アッパフレーム15やリアサイドフレーム16に固有の内容については(U)や(S)を含む符号を用いる。
アッパフレーム15とリアサイドフレーム16は、アルミなどの軽金属の押出成形によって形成されている。アッパフレーム15とリアサイドフレーム16はいずれも、車外側に位置する意匠部21と、意匠部21に対して車内側に向けて突出する筒状断面の突出部22と、意匠部21と突出部22を接続する接続部23とを有している。ドアフレーム11の内周側には意匠部21と突出部22と接続部23によって囲まれるガラスラン保持部24が形成され、ガラスラン保持部24に対する外周側にウェザストリップ保持部25が形成されている。
意匠部21は、接続部23に接続する部分を境界として、ドアフレーム11の内周側に位置する内周部21aと、ドアフレーム11の外周側に位置する外周部21bを有している。図9ないし図11に示すように、リアサイドフレーム16では、外周部21b(U)の一部が車内側にオフセットし、このオフセット部分から車外側に向けて補強リブ21c(U)が突出形成されている。
突出部22は、ドアフレーム11の内周側と外周側に離間して対向する内周部22a及び外周部22bと、車外側と車内側に離間して対向する車外側部22c及び車内側部22dとを有し、これらの各部によって囲まれる内部を中空とした筒状断面をなしている。内周部22aと外周部22bは、車外側部22cに接続する部分から離れて車内側部22dに接続する部分に進むにつれて互いの間隔を小さくしており、この内周部22aと外周部22bの傾斜形状によって突出部22は概ね台形状の断面形状をなしている。
ガラスラン保持部24は、接続部23を底部としてドアフレーム11の内周側に向けて開かれた凹状部分であり、内周部21aと内周部22aが対向してガラスラン保持部24の側部を構成している。ガラスラン保持部24内には図示を省略するガラスランが挿入される。内周部21aと内周部22aの対向部分には、ガラスランを抜け止めする段部21d、22eが形成されている。ガラスランは弾性材からなり、窓開口12内に昇降可能に支持されるドアガラス(不図示)を車内側と車外側から挟んで保持する。
ウェザストリップ保持部25は、接続部23を底部としてドアフレーム11の外周側に向けて開かれた部分であり、意匠部21から車内側に突出する爪部21eと、突出部22と接続部23の境界部分から車外側に向けて突出する爪部26とを有する。ウェザストリップ保持部25には図示を省略するウェザストリップが保持される。ウェザストリップは弾性材からなり、接続部23、爪部21e及び爪部26に囲まれる空間内に保持される脚部と、この脚部から突出するリップ部を有している。リップ部はドアを閉じたときに自動車のボディ側に対して弾性変形しながら当接して、ドアとボディの間を液密に塞ぐ。
リアサイドフレーム16の突出部22(S)は、リアコーナー部17に臨む上端部からドアパネル内に挿入される下端部まで、概ね一定の断面形状となっている。一方、リアサイドフレーム16の意匠部21(S)は、露出部11aでは上方から下方に進むにつれて外周部21b(S)の幅が徐々に大きくなっており、挿入部11bでは外周部21b(S)が幅狭になっている。リアサイドフレーム16の押出成形時に外周部21b(S)を最大幅に対応させて形成し、後工程で外周部21b(S)の一部を切除することで、このように幅が変化する意匠部21(S)を得ることができる。
アッパフレーム15は、リアコーナー部17に臨む後端部からロックリンフォース30に接続する前端部まで、意匠部21(U)と突出部22(U)と接続部23(U)がそれぞれ概ね一定の断面形状となっている。
ロックリンフォース30は板状の金属材料をプレス加工して形成されており、車外側に向けて開かれて車内側に突出する袋状(コ字状)断面形状の囲繞部31と、囲繞部31の内周側に位置する内周側フランジ32と、囲繞部31の外周側に位置する外周側フランジ33とを有している。ロックリンフォース30の下部には、図示しないドアロック機構が組み付けられるドアロック組付部34が形成されている。図9ないし図11に示すように、囲繞部31は、リアサイドフレーム16の突出部22(S)を車内側から覆う(囲む)形状を有しており、突出部22(S)における内周部22a(S)に沿う内周部35と、外周部22b(S)に沿う外周部36と、車内側部22d(S)に沿う車内側部37の3つの面を有している。
リアサイドフレーム16とロックリンフォース30は、図1ないし図4に示す溶接部W11ないしW16における溶接によって固定される。溶接部W11、W12及びW13は、リアサイドフレーム16の突出部22(S)における内周部22a(S)と、ロックリンフォース30の囲繞部31における内周部35の先端部分との間を溶接している(図9参照)。図9は溶接部W11の断面位置を示したものであるが、溶接部W12と溶接部W13の断面位置においても図9と同様の構成になっている。溶接部W14は、リアサイドフレーム16の突出部22(S)における外周部22b(S)と、ロックリンフォース30の囲繞部31における外周部36の先端部分との間を溶接している(図10参照)。溶接部W15は、リアサイドフレーム16の意匠部21(S)における外周部21b(S)と、ロックリンフォース30の内周側フランジ32との間を溶接している。溶接部W16は、リアサイドフレーム16の内周部22a(S)とロックリンフォース30の内周部35との間を溶接している。
ヒンジブラケット40は板状の金属材料をプレス加工して形成されており、車外側に向けて開かれて車内側に突出する袋状(コ字状)断面形状の囲繞部41と、囲繞部41の内周側に位置する板状部42とを有している。板状部42に対して、図示しないドアミラーの基部、または外装部材であるガーニッシュが固定される。図12及び図13に示すように、囲繞部41は、アッパフレーム15の突出部22(U)を車内側から覆う(囲む)形状を有しており、突出部22(U)における内周部22a(U)に沿う内周部43と、外周部22b(U)に沿う外周部44と、車内側部22d(U)に沿う車内側部45の3つの面を有している。板状部42は内周部43に連続して形成されている(図12、図13)。図5及び図6に示すように、囲繞部41はアッパフレーム15の前端部よりも前方に延長されており、この囲繞部41の延長部分は、アッパフレーム15の長手方向に沿って前方に延びてから下方に向けて曲げられている。
アッパフレーム15とヒンジブラケット40は、図1及び図5に示す溶接部W21、W22及びW23と、図2及び図6に示す溶接部W24、W25及びW26における溶接によって固定される。溶接部W21、W22及びW23は、アッパフレーム15の突出部22(U)における内周部22a(U)と、ヒンジブラケット40の囲繞部41の内周部43及び板状部42の境界部分との間を溶接している(図12参照)。図12は溶接部W22の断面位置を示したものであるが、溶接部W21と溶接部W23の断面位置においても図12と同様の構成になっている。図13に示すように、ヒンジブラケット40の囲繞部41の車内側部45には、複数(3つ)の溶接孔46がアッパフレーム15の長手方向に所定の間隔で貫通形成されており、溶接部W24、W25及びW26では、アッパフレーム15の突出部22(U)における車内側部22d(U)と、ヒンジブラケット40の車内側部45が、溶接孔46を通じて溶接される。図13は溶接部W26の断面位置を示したものであるが、溶接部W24と溶接部W25の断面位置においても、溶接箇所については図13と同様の構成になっている。
リアサイドフレーム16とロックリンフォース30を固定し、アッパフレーム15とヒンジブラケット40を固定した図1及び図2の状態で、ドアフレーム11がドアパネルに固定される。図11に示すように、インナパネル50はロックリンフォース30の車内側の面に沿う支持部を有し、このインナパネル50の支持部とロックリンフォース30が溶接によって固定される。図14に示すように、ヒンジサイドパネル60はヒンジブラケット40の車内側の面に沿う支持部を有し、このヒンジサイドパネル60の支持部とヒンジブラケット40が溶接によって固定される。さらに、インナパネル50とヒンジサイドパネル60を車外側から覆うアウタパネルを組み付けることでドアパネルが完成し、このドアパネルの上縁部である挿入境界線L1から上方にドアフレーム11の露出部11aが突出し、挿入境界線L1より下方のドアパネル内の空間にドアフレーム11の挿入部11bが挿入された状態となる。
図3及び図4に示すように、ドアフレーム11をドアパネルに固定した状態で、ロックリンフォース30の内周側フランジ32、外周側フランジ33及びドアロック組付部34は、挿入境界線L1の下方(ドアパネル内)に位置して挿入部11bに含まれる。一方、ロックリンフォース30の囲繞部31は、挿入境界線L1の上下の両側、すなわち露出部11aと挿入部11bに跨って形成されている。囲繞部31のうち挿入境界線L1の上方
に突出する部分を露出囲繞部31a、挿入境界線L1の下方に位置する部分を挿入囲繞部31bと呼ぶ。ロックリンフォース30は、挿入境界線L1の上方では露出囲繞部31aのみで構成される。図9及び図10と図11との比較から分かるように、挿入囲繞部31bよりも露出囲繞部31aの方が小さい断面サイズになるように絞り込まれており、露出囲繞部31aでは囲繞部31を構成する各部とリアサイドフレーム16の突出部22(S)の間隔が小さくなっている。
筒状断面の突出部22(S)を車内側から袋状断面の囲繞部31で囲むことによって、リアサイドフレーム16とロックリンフォース30の結合部分の断面強度が向上している。特にロックリンフォース30において、ドアパネル内に位置する挿入囲繞部31bに加えて、挿入境界線L1の上方に突出する露出囲繞部31aを設けたことで、負荷がかかりやすいリアサイドフレーム16とドアパネルの接続部周辺を確実に補強することができ、ドアフレーム11の強度向上に著しい効果が得られる。本実施形態のリアサイドフレーム16は、長手方向の全体に亘って突出部22(S)の断面形状が概ね一定であるが、このような一定断面形状の突出部22(S)を用いつつ、十分な強度を得ることが可能となっている。
図9及び図10に示すように、露出囲繞部31aはインナカバー(カバー部材)70によって車内側から覆われる。インナカバー70は、露出囲繞部31aにおける内周部35に沿う内周部71と、外周部36に沿う外周部72と、車内側部37に沿う車内側部73を有している。インナカバー70で覆うことによって、露出囲繞部31aと突出部22(S)の境界などが外観に現れず、美観を損なうことがない。また、露出囲繞部31aの上端のエッジをインナカバー70覆うことで、安全性も確保することができる。なお、リアサイドフレーム16の長手方向におけるインナカバー70の長さは、リアサイドフレーム16の上端(リアコーナー部17)まで延びていることが好ましく、露出囲繞部31aよりも上方ではインナカバー70が突出部22(S)を覆う。
図5及び図6に示すように、ドアフレーム11をドアパネルに固定した状態で、ロックリンフォース30の囲繞部31と同様に、ヒンジブラケット40の囲繞部41は露出部11aと挿入部11bに跨って形成されている。囲繞部41のうち挿入境界線L1の上方に突出する部分を露出囲繞部41a、挿入境界線L1の下方に位置する部分を挿入囲繞部41bと呼ぶ。露出囲繞部41aは、アッパフレーム15の前端側の所定の範囲で突出部22(U)を車内側から覆っている。アッパフレーム15がドアパネル内に挿入されていないため、ヒンジブラケット40の挿入囲繞部41bは、ロックリンフォース30の挿入囲繞部31bとは異なり、アッパフレーム15の突出部22(U)を囲まずに単独でドアパネル内に位置している。
筒状断面の突出部22(U)を車内側から袋状断面の囲繞部41で囲むことによって、アッパフレーム15とヒンジブラケット40の結合部分の断面強度が向上している。特にヒンジブラケット40において、挿入境界線L1の上方に突出する露出囲繞部41aを設けたことで、負荷がかかりやすいアッパフレーム15とドアパネルの接続部周辺を確実に補強することができ、ドアフレーム11の強度向上に著しい効果が得られる。本実施形態のアッパフレーム15は、長手方向の全体に亘って突出部22(U)の断面形状が概ね一定であるが、このような一定断面形状の突出部22(U)を用いつつ、十分な強度を得ることが可能となった。
図12及び図13に示すように、露出囲繞部41aはインナカバー(カバー部材)80によって車内側から覆われる。インナカバー80は、露出囲繞部41aにおける外周部44に沿う外周部81と、車内側部45に沿う車内側部82を有している。インナカバー80で覆うことによって、露出囲繞部41aと突出部22(U)の境界などが外観に現れず、美観を損なうことがない。また、露出囲繞部41aの上端のエッジをインナカバー80覆うことで、安全性も確保することができる。なお、アッパフレーム15の長手方向におけるインナカバー80の長さは、アッパフレーム15の後端(リアコーナー部17)まで延びていることが好ましく、露出囲繞部41aよりも後方ではインナカバー80が突出部22(U)を覆う。
以上のように、本実施形態のドアフレーム11は、ドアパネルへ固定される接続部材であるロックリンフォース30やヒンジブラケット40に突出部22を囲む形状の囲繞部31や囲繞部41を設けて断面強度を高め、特にドアフレーム11がドアパネルから突出している露出部11aにおいて、挿入囲繞部31aや挿入囲繞部41aで突出部22を補強したことにより、突出部22を一定断面形状としたドアフレーム11で高い強度が得られる。
以上、図示実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は図示した実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない限りにおいて改良や改変が可能である。例えば、図示実施形態のドアフレーム11では突出部22が閉鎖断面の筒状をなしているが、一部が開かれた非閉鎖断面(袋状断面)をなす突出部を接続部材の囲繞部で補強する構成にも適用が可能である。具体的には、図示実施形態の突出部22のうち、少なくとも内周部22aと外周部22bと車内側部22dの3つの面を有する突出部を、囲繞部31や囲繞部41で囲んで補強することができる。
本発明は、図示実施形態のドアフレーム11のようにフレーム本体部分を押出成形して筒状部22が一定の断面形状になる場合に好適であるが、ドアフレームの構成部材の製造方法を問うものではなく、構成部材がプレス成形やロール成形で形成されるドアフレームにも適用が可能である。
図示実施形態では、アッパフレーム15とリアサイドフレーム16の両方に対して挿入囲繞部31aと挿入囲繞部41aで補強しているが、この補強をアッパフレーム15とリアサイドフレーム16のいずれか一方に対してのみ行うことも可能である。
また、本発明の適用範囲は自動車の前方側面ドアに限定されるものではなく、ドアフレームをドアパネルに対して組み付けるタイプの車両用ドアであれば広く適用可能である。例えば、前方側面ドアに代えて後方側面ドアに適用した場合、図示実施形態のリアサイドフレーム16に代えて、フロントサイドフレームの補強部分に本発明を適用することもできる。
図示実施形態では、アッパフレーム15側のインナカバー70とリアサイドフレーム16側のインナカバー80を分けて説明したが、アッパフレーム15からリアサイドフレーム16に亘って連続する一体構造のインナカバーを採用することも可能である。
11 ドアフレーム
11a 露出部
11b 挿入部
12 窓開口
15 アッパフレーム
16 リアサイドフレーム
17 リアコーナー部
21(S) 21(U) 意匠部
21a(S) 21a(U) 内周部
21b(S) 21b(U) 外周部
21c(S) 補強リブ
21d(S) 21d(U) 段部
21e(S) 21e(U) 爪部
22(S) 22(U) 突出部
22a(S) 22a(U) 内周部
22b(S) 22b(U) 外周部
22c(S) 22c(U) 車外側部
22d(S) 22d(U) 車内側部
22e(S) 22e(U) 段部
23(S) 23(U) 接続部
24(S) 24(U) ガラスラン保持部
25(S) 25(U) ウェザストリップ保持部
26(S) 26(U) 爪部
30 ロックリンフォース(接続部材)
31 囲繞部
31a 露出囲繞部
31b 挿入囲繞部
32 内周側フランジ
33 外周側フランジ
34 ドアロック組付部
35 内周部
36 外周部
37 車内側部
40 ヒンジブラケット(接続部材)
41 囲繞部
41a 露出囲繞部
41b 挿入囲繞部
42 板状部
43 内周部
44 外周部
45 車内側部
46 溶接孔
50 インナパネル
60 ヒンジサイドパネル
70 インナカバー(カバー部材)
71 内周部
72 外周部
73 車内側部
80 インナカバー(カバー部材)
81 外周部
82 車内側部
L1 挿入境界線
W11〜W16 溶接部
W21〜W26 溶接部

Claims (3)

  1. ドアフレームを接続部材を介してドアパネルに組み付ける車両用ドアフレーム構造において、
    上記ドアフレームは、車外側に位置する意匠部と、該意匠部に対して車内側に突出する筒状または袋状の一定断面形状をなす突出部を有し、
    上記ドアフレームと上記接続部材はそれぞれ、上記ドアパネル内に挿入される挿入部分と上記ドアパネル外に露出する露出部分とを有し、上記接続部材の上記挿入部分が上記ドアパネルに固定されており、
    上記接続部材は、上記挿入部分から上記露出部分まで連続して上記ドアフレームの上記突出部を車内側から覆う囲繞部を有し
    上記接続部材のうち上記挿入部分は、上記囲繞部と、上記囲繞部から上記ドアフレームの内周側及び外周側に延びるフランジと、を備え、
    上記接続部材のうち上記露出部分は上記囲繞部のみを備えることを特徴とする車両用ドアフレーム構造。
  2. 請求項1記載の車両用ドアフレーム構造において、
    上記ドアフレームの上記突出部は少なくとも、車内側を向く車内側部と、該車内側部を挟んでドアフレームの内周側と外周側に離間する内周部及び外周部とを有しており、
    上記接続部材の上記囲繞部は、上記突出部の上記車内側部、上記内周部及び上記外周部を囲む3つの面を有している車両用ドアフレーム構造。
  3. 請求項1または2記載の車両用ドアフレーム構造において、上記露出部分で上記接続部材の上記囲繞部を車内側から覆うカバー部材を有している車両用ドアフレーム構造。
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