本發(fā)明涉及一種車門制造方法和由該方法制造的車門，并且更具體地，涉及制造重量減小并且因此制造成本降低的車門的方法。

背景技術(shù)：

通常，車輛框架門構(gòu)成車門的框架結(jié)構(gòu)。如圖1(現(xiàn)有技術(shù))中所示，車輛框架門包括限定車門玻璃打開或關(guān)閉的空間的車門框架組件1，和分別形成車門的外輪廓和內(nèi)輪廓的車門外板2和車門內(nèi)板3。

車門框架組件1用作安裝車門玻璃的車窗框架，并且包括框架部和橫梁部(rail portion)。這里，橫梁部是車門玻璃的邊緣被插入的部分，使得可向上或向下移動以打開或關(guān)閉車窗的車門玻璃沿著橫梁部被引導。

車門外板2和車門內(nèi)板3在車輛的寬度方向上彼此間隔開預定距離，并且車門外板2和車門內(nèi)板3的周邊的至少部分通過粘結(jié)，例如卷邊或焊接結(jié)合到彼此，由此形成截面系數(shù)滿足所需車門剛度的封閉橫截面。

以往，車門的外板2和內(nèi)板3使用鋼(即，鋼板)通過例如加壓工藝進行制造，然后被彼此組裝在一起。

另外，在車門外板2和車門內(nèi)板3之間安裝有防撞梁4，以便增加車門的側(cè)面的剛度，從而提高側(cè)面的碰撞性能。

防撞梁4是加強梁，其被安裝以增加車門抵抗側(cè)面碰撞的強度。當防撞梁4的兩端借助梁支架(beam bracket)5固定到車門內(nèi)板3時，防撞梁4可以被安裝在車門內(nèi)板3上。

另外，車門構(gòu)件6可以被安裝到車門內(nèi)板3，與防撞梁4分開。安裝到車門內(nèi)板3的車門構(gòu)件6和位于車門構(gòu)件6的外側(cè)的車門外板2彼此接觸，或者使用例如密封劑或粘合劑彼此粘結(jié)。

這樣，車門構(gòu)件6用以防止在行駛期間可能發(fā)生的車門外板2的振動或搖動，并且也用以防止由于例如輕微的沖擊而導致的車門外板2的彎曲。

另外，可以安裝例如用于增加車門腰線的強度的帶外板(belt outer panel)7或車門鉸鏈(未示出)。

在現(xiàn)有技術(shù)中，已經(jīng)使用鋼制造組成框架門的各元件。例如，如圖2(現(xiàn)有技術(shù))中所示，可以通過在模具(例如，單個模具)中對鋼板，例如拼焊板(TWB)進行模制來制造車門內(nèi)板3。

這里，可以通過以下步驟制造TWB：將具有例如不同的厚度和強度且由不同的材料形成的板材切割成適當?shù)某叽绾托螤睿缓笸ㄟ^例如縫焊、等離子弧焊接或激光焊接將板材彼此接合。通過對一片TWB進行模制可以完成內(nèi)板3。

另一方面，為了減小車輛的重量，組成車門的元件需要使用輕質(zhì)材料進行制造。

除了減小車輛的重量之外，當車輛的移動元件例如車門的重量被減小時，可以降低車輛的重心，并且可以減小轉(zhuǎn)動慣性的力矩，這可以增加行駛的穩(wěn)定性和車輛的適銷性。

存在使用鋁材料來制造車門的各元件的已知技術(shù)。當車門的各元件由鋁材料形成時，可以減小車門的重量，并且，例如，壓制、輥軋成形、擠壓或彎曲處理是最優(yōu)的。

例如，在車門內(nèi)板的情況下，如圖2中所示，使用兩個鋁合金板材在相應模具(例如，兩個模具)中單獨地模制車門內(nèi)板的相應部件，之后，將模制的部件通過例如鉚接、粘附或焊接彼此接合，以便完成一體的車門內(nèi)板3。

替換地，可以使用由鋁材料形成的TWB，在模具中模制車門內(nèi)板。

然而，當使用鋁材料制造車門內(nèi)板時，存在幾個問題，例如，模制能力、焊接能力和接合強度的限制，模制各元件的工藝的困難水平和復雜水平增加，以及所使用的模具數(shù)量和模具成本增加，因此增加了各元件的總成本。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

因此，本發(fā)明提供制造車輛用車門的方法，其可以有效地實現(xiàn)重量減小，可以更容易制造構(gòu)成車門的各元件，并且提高車門性能。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，通過提供如下制造車輛用車門的方法，可以實現(xiàn)上述和其它目標，該方法包括下列步驟：使用聚合物復合材料模制車門內(nèi)板；使用鋁合金或鋼合金模制車門框架組件，所述車門框架組件形成車門玻璃開閉的空間；使用鋁合金或鋼合金模制車門外板；使用鋁合金或鋼合金模制防撞梁，所述防撞梁用以增加車門的側(cè)面的剛度；將模制的車門框架組件和模制的防撞梁結(jié)合到車門內(nèi)板；以及將已經(jīng)結(jié)合到車門框架組件和防撞梁的車門內(nèi)板結(jié)合到車門外板。

根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了通過制造方法制造的車輛用車門，該車門包括由聚合物復合材料形成的車門內(nèi)板、由鋁合金或鋼合金形成的車門框架組件、由鋁合金或鋼合金形成的車門外板和由鋁合金或鋼合金形成的防撞梁。

附圖說明

結(jié)合附圖從下面的詳細描述中可以更清楚地理解本發(fā)明上述和其它的目標、特征以及其它的優(yōu)點，其中：

圖1(現(xiàn)有技術(shù))是示出一般的框架門的框架結(jié)構(gòu)的構(gòu)成的分解透視圖。

圖2(現(xiàn)有技術(shù))是示出制造車門內(nèi)板的常規(guī)方法的說明性視圖；

圖3是示出根據(jù)本發(fā)明實施例的用于車輛的車門的框架結(jié)構(gòu)的構(gòu)成的分解透視圖；

圖4是根據(jù)本發(fā)明實施例，示出為了制造圖3的車門，車門內(nèi)板與各元件之間的接合的視圖；和

圖5是示出根據(jù)本發(fā)明實施例的設置在車門中的防撞梁的另一個安裝方法的視圖。

具體實施方式

應當理解，在此使用的術(shù)語“車輛”或“車輛的”或者其他類似的術(shù)語包括一般機動車輛，例如客運汽車(包括運動型多功能車輛(SUV))、公共汽車、卡車、各種商用車輛、水運工具(包括各種艇和船)、飛機等，并且包括混合動力車輛、電動車輛、插電式混合動力電動車輛、氫動力車輛和其他替代燃料車輛(例如，從石油以外的資源得到的燃料)。如在此提到的，混合動力車輛是具有兩個或更多個動力源的車輛，例如，既有汽油動力又有電動力的車輛。

在此使用的術(shù)語只是出于描述特定實施例的目的，并非意圖限制本發(fā)明。如在此使用的，單數(shù)形式“一”、“一個/一種”以及“該/所述”意在也包括復數(shù)形式，除非上下文另行清楚地指出。還應當理解，當在本說明書中使用時，術(shù)語“包括”和/或“包含”指明所敘述的特征、整數(shù)、步驟、操作、元素和/或部件的存在，但不排除存在或增加一個或多個其他特征、整數(shù)、步驟、操作、元素、部件和/或它們的群組。如在此使用的，術(shù)語“和/或”包括所列出的相關(guān)項目中的一個或多個的任何組合以及全部組合。在整個說明書中，除非明確地相反描述，否則詞語“包括”及其變形例如“含有”或“包含”應理解為暗示包括所敘述的元素但不排除任何其他元素。此外，說明書中描述的術(shù)語“單元”、“部/器/件(-er)(-or)”、“模塊”是指用于處理至少一個功能和操作的單元，并且能夠通過硬件、軟件或其組合來實現(xiàn)。

此外，本發(fā)明的控制邏輯可以被實施為計算機可讀介質(zhì)上的非暫時性計算機可讀介質(zhì)，其包含由處理器、控制器等執(zhí)行的可執(zhí)行程序指令。計算機可讀介質(zhì)的示例包括但不限于ROM、RAM、光盤(CD)-ROM、磁帶、軟盤、閃存盤、智能卡和光學數(shù)據(jù)存儲設備。計算機可讀記錄介質(zhì)也可以分布在聯(lián)網(wǎng)的計算機系統(tǒng)中，使得以分布式方式由例如遠程服務器或控制器局域網(wǎng)絡(CAN)存儲和執(zhí)行計算機可讀介質(zhì)。

在下文，將參考附圖詳細描述本發(fā)明，以允許本領(lǐng)域技術(shù)人員容易地實踐本發(fā)明。但是，本發(fā)明可以許多不同的方式實施，并且不限于本文所描述的實施例。

設計本發(fā)明是為了提供如下制造車輛用車門的方法和由該方法制造的車輛用車門，其能夠防止因為了減小重量使用各種材料而導致的制造成本增加，并且可以有效地實現(xiàn)重量減小，更容易制造組成車門的各元件，并且提高車門性能。

本發(fā)明為了有效減小重量，不是單純地使用輕質(zhì)材料，而是通過組合各種材料的不同元件，或者通過組合每個元件中的各種材料，使得制造由多種材料形成的輕型車門成為可能。

特別地，本發(fā)明公開了一種使用多種材料制造金屬聚合物復合材料輕型車門的方法，其可以最小化制造和組裝車門的各組成元件的工藝中的困難水平的增加，并且可以減小各組成元件的重量。

以這種方式，對于車輛型號和組成元件的各種需求，例如，較低的工藝難度水平，制造成本和價格降低，以及性能增加和重量減小，本發(fā)明可以靈活地進行應對。

圖3是示出根據(jù)本發(fā)明實施例的用于車輛的車門的框架結(jié)構(gòu)的構(gòu)成的分解透視圖。

本發(fā)明涉及車門的框架結(jié)構(gòu)及其制造方法，其特征在于，車門內(nèi)板由聚合物復合材料形成，而車門的其它構(gòu)成元件由鋁合金和鋼合金形成。

參考圖3，根據(jù)本發(fā)明實施例的車輛框架門是車門的框架結(jié)構(gòu)，并且包括限定由車門玻璃打開或關(guān)閉的空間的車門框架組件10，以及分別形成車門的外輪廓和內(nèi)輪廓的車門外板20和車門內(nèi)板30。

車門框架組件10是用作安裝車門玻璃的車窗框架的部件，并且包括框架部和橫梁部。這里，橫梁部是車門玻璃的邊緣被插入的部分，使得能夠向上或向下移動以打開或關(guān)閉車窗的車門玻璃沿著橫梁部被引導。

在本發(fā)明的實施例中，車門框架組件10可以通過組合多個元件進行構(gòu)造，并且可以包括主框架11、下框架12以及接合框架13和13'，主框架11具有被構(gòu)造成形成車窗框架的上部和側(cè)部的橫梁部，下框架12形成與車門腰線的位置對應的下部，接合框架13和13'接合到車門內(nèi)板30。

這里，車門腰線的帶外板(未示出)可以被安裝在下框架12中。

接合框架13和13'可以被安裝到主框架11的下端的相對兩側(cè)，以便與車門內(nèi)板30形成大面積接合。接合框架可以被分類為一體型接合框架13'和組裝型接合框架13，一體型接合框架13'從主框架11的下端的一個側(cè)面一體地延伸，組裝型接合框架13被單獨地制造，然后被接合到主框架11的下端的另一個側(cè)面。

可以使用鋼合金或鋁合金制造上述車門框架組件10的各構(gòu)成元件。例如，這些構(gòu)成元件可以使用鋼合金通過壓制或輥軋成形進行模制，或者使用鋁合金通過擠壓和彎曲(3D彎曲)形成。

替換地，車門框架組件10的各元件可以使用聚合物復合材料，諸如纖維增強塑料(FRP)來制造，并且通過在纖維疊加和編織之后執(zhí)行例如壓制或樹脂傳遞模制(RTM)來制造，以便滿足其所需要的形狀和強度。

也就是說，可以使用織物或預浸料，其通過使用塑料樹脂和增強材料，諸如玻璃纖維或碳纖維進行預制造。

另一方面，車門外板20和車門內(nèi)板30在車輛的寬度方向上彼此間隔開預定距離，并且車門外板20和車門內(nèi)板30的周邊的至少部分通過諸如卷邊或焊接的接合方式彼此結(jié)合，由此形成截面系數(shù)滿足所需車門剛度的封閉截面。

在本發(fā)明的實施例中，可以通過模壓鋼合金板材或鋁合金板材來制造車門的外板20。

另外，可以使用聚合物復合材料，更具體地，纖維增強塑料(FRP)來制造車門的內(nèi)板30。后面將更詳細地描述車門內(nèi)板30。

在本發(fā)明的實施例中，為了提高側(cè)面的碰撞性能，防撞梁41被安裝在車門外板20與車門內(nèi)板30之間，以便增加車門的側(cè)面的剛度。防撞梁41是被安裝以增加車門抵抗側(cè)面碰撞的強度的加強梁。

隨著防撞梁41的兩端借助梁支架42固定到車門內(nèi)板30，防撞梁41可以被安裝在車門內(nèi)板30上。

在本發(fā)明的實施例中，防撞梁41可以通過將鋼合金板板材模制成管形狀來制造，或者可以通過熱沖壓鋼合金板材來制造。

特別地，為了實現(xiàn)重量減小，防撞梁41可以通過使用鋁合金來制造，或者可以通過擠壓模制鋁合金板材來制造。

另外，用來將防撞梁41安裝到車門內(nèi)板30的梁支架42可以通過模壓鋼合金板材或鋁合金板材來制造。

隨后，車門構(gòu)件50可以與防撞梁41分開地安裝到車門內(nèi)板30。安裝到車門內(nèi)板30的車門構(gòu)件50和位于車門構(gòu)件50的外側(cè)的外板20彼此接觸，或者使用例如密封劑或粘合劑彼此接合。

也就是說，安裝到車門內(nèi)板30的車門構(gòu)件50借助例如插入在其間的密封劑或粘合劑支撐車門外板20。

因此，車門構(gòu)件50用以防止在行駛期間可能發(fā)生的車門外板20的振動或搖動，并且也用以防止由于例如輕微沖擊而導致的車門外板20的彎曲。

可以通過模壓鋼合金板材或鋁合金板材制造車門構(gòu)件50。

另外，車門鉸鏈61和62可以被安裝到車門內(nèi)板30，以便將車門鉸接地結(jié)合到車身?？梢酝ㄟ^鋼合金的壓制或鍛造，制造車門鉸鏈61和62。

接下來，將描述根據(jù)本發(fā)明的使用聚合物復合材料制造的車門內(nèi)板30。

在本發(fā)明的實施例中，可以使用纖維增強塑料(FRP)，更具體地，玻璃纖維增強塑料(GFRP)或碳纖維增強塑料(CFRP)來制造車門內(nèi)板30。

當使用纖維增強塑料(下文稱為“FRP”)來制造車門內(nèi)板30時，可以使用壓制或樹脂傳遞模制工藝。當使用連續(xù)纖維增強預浸料時，可以使用熱壓制工藝。當使用纖維增強織物襯墊時，可以使用RTM工藝。

當使用連續(xù)纖維增強預浸料時，通過以下步驟來制造車門內(nèi)板：制備由通過用連續(xù)纖維(玻璃纖維或碳纖維)增強樹脂而獲得的復合材料形成的連續(xù)纖維增強預浸板材，堆疊制備的連續(xù)纖維增強預浸板材，以及執(zhí)行熱壓模制。

這里，樹脂可以是聚丙烯(PP)、聚酰胺(PA)、環(huán)氧樹脂等。

在RTM工藝的情況下，由玻璃纖維或碳纖維形成的纖維增強襯墊被安裝在模具中，并且與固化劑或其它添加劑混合的樹脂材料被注入進已經(jīng)安裝有纖維增強襯墊的模具中，并且被固化。此時，可以從已知的材料中選擇纖維增強材料或樹脂和固化劑和其它添加劑，只要它們可以滿足車門板中需要的剛度水平。

這里，樹脂可以是聚丙烯(PP)、聚酰胺(PA)、環(huán)氧樹脂等。

另外，為了防止模制的內(nèi)板30的變形，纖維增強織物襯墊可以具有能夠最小化各向異性的纖維取向結(jié)構(gòu)。例如，可以使用具有低纖維各向異性的斜紋織物(twill fabric)。

另外，當通過模制纖維增強塑料來制造車門內(nèi)板30時，許多層預浸板材或織物片被堆疊并在模具中被壓制，這可能產(chǎn)生皺褶。

特別地，在具有形狀急劇變化的拉伸形狀的車門內(nèi)板30的情況下，如圖3中的“H”部分所示，產(chǎn)生皺褶可能性高。

參考圖3中的“H”部分，其表現(xiàn)出形狀的急劇變化，因為其在模制期間被彎曲大約90度的角度，因此在周圍的板材部分中可能產(chǎn)生皺褶。

因此，在車門內(nèi)板30的中心部分，為了在模制期間防止產(chǎn)生皺褶，有必要在預浸板材或織物板材中提前形成大的板貫通孔。

通過將孔應用到車門內(nèi)板30的中心部分，有可能在模制期間防止板材中產(chǎn)生皺褶。

另一方面，下面將描述上述將車門框架結(jié)構(gòu)的各元件結(jié)合到由纖維增強塑料形成的車門內(nèi)板30的方法。

圖4是示出根據(jù)本發(fā)明實施例的車門內(nèi)板30和用于制造車門的各元件之間的接合的視圖?？梢允褂勉T接將車門內(nèi)板30和各元件彼此接合。

也就是說，例如，車門框架組件10、車門構(gòu)件50、防撞梁41以及車門鉸鏈61和62可以借助鉚釘結(jié)合到車門內(nèi)板30。鉚釘可以是已知的盲鉚釘或自沖鉚釘。

其中，在使用盲鉚釘?shù)那闆r下，在要接合的元件彼此重疊的狀態(tài)下，首先在各元件中形成用于鉚接的孔，隨后，盲鉚釘被插入孔中，以便將元件彼此結(jié)合。

另外，已經(jīng)開發(fā)出自沖鉚釘以替換現(xiàn)有的電焊。在使用自沖鉚釘?shù)那闆r下，鉚釘裝置將鉚釘液壓地壓配到板材以彼此接合，而沒有單獨的孔形成過程，使得鉚釘貫通母體金屬，并且與母體金屬一起膨脹以實現(xiàn)接合。

在本發(fā)明的實施例中，使用盲鉚釘?shù)慕雍峡梢允褂迷谠g的三層接合區(qū)域中，并且使用自沖鉚釘?shù)慕雍峡梢允褂迷谠g的雙層接合區(qū)域中。

參考圖4，在各鉚釘接合區(qū)域中，由“O”指示的區(qū)域是使用自沖鉚釘?shù)碾p層接合區(qū)域。例如，自沖鉚釘可以應用到由“A”和“B”指示的車門組件的接合框架13和13’與車門內(nèi)板30之間的接合區(qū)域，由“D”和“E”指示的車門構(gòu)件50與車門內(nèi)板30之間的接合區(qū)域，以及由“F”和“G”指示的梁支架42與車門內(nèi)板30之間的接合區(qū)域。

在本發(fā)明的實施例中，自沖鉚釘需要從由聚合物復合材料形成的車門內(nèi)板30朝著例如由金屬材料形成的車門構(gòu)件50或梁支架42進行緊固。

另外，由“△”指示的區(qū)域是使用盲鉚釘?shù)娜龑咏雍蠀^(qū)域。例如，盲鉚釘可以被應用到由“B”指示的車門鉸鏈61、一體型接合框架13’和車門內(nèi)板30彼此重疊的三層接合區(qū)域，以及由“A”指示的主框架11的下端和車門框架組件10的組裝型接合框架13以及車門內(nèi)板30彼此重疊的三層接合區(qū)域。

接下來，圖5是示出根據(jù)本發(fā)明實施例的用于車輛的車門中的防撞梁41的另一個安裝方法的視圖。不像常規(guī)的金屬車門內(nèi)板，在由FRP形成的車門內(nèi)板的情況下，車門內(nèi)板與其它元件的接合區(qū)域，特別地，車門內(nèi)板與防撞梁的接合區(qū)域可能因FRP的低伸長率而被外部沖擊損害。

當車門內(nèi)板與防撞梁之間的接合區(qū)域被損害時，內(nèi)板可能不支撐外力。

因此，如圖5中所示，可以安裝從車門框架組件10的接合框架13和13’中每一個向下一體延伸的框架接合部14，使得防撞梁41和43被接合到接合粘結(jié)部14。

框架接合部14可以從車門框架組件10的接合框架向下一體地延伸，或者可以使用相同的材料(例如，鋼合金或鋁合金)單獨制造，并且之后可以被接合到接合框架13或13’，以從其向下延伸的方式進行設置。

框架接合部14也可以通過鉚接結(jié)合到車門內(nèi)板30。此時，可以使用自沖擊鉚釘。

另外，框架接合部14和防撞梁41和43可以使用插入在二者之間的梁支架(未示出)彼此接合。更具體地，結(jié)合到防撞梁41的梁支架可以通過例如焊接或鉚接而結(jié)合到框架接合部14。替換地，防撞梁41的每個端部和框架接合部14可以通過例如焊接或鉚接直接彼此結(jié)合。

下面的表1示出可以應用到本發(fā)明示例中的車門的各元件的材料，并且本發(fā)明不限于此。

表1

如表1中所示，在根據(jù)示例的車門框架結(jié)構(gòu)的情況下，使用聚合物材料，例如玻璃纖維增強塑料(GFRP)制造車門內(nèi)板30，并且使用滿足其所需要的剛度水平的鋁合金制造車門外板20、車門構(gòu)件50、防撞梁41和梁支架42。

另一方面，使用鋼合金制造車門框架組件10和車門鉸鏈61和62。在比較例的情況下，使用現(xiàn)有技術(shù)中的鋼合金制造所有的各元件。

在表1中，重量減小百分比表示當比較例中的重量為100％時示例中重量的比例，并且可以看出，本發(fā)明可以實現(xiàn)60％的重量減小百分比。

從上面的描述中明顯看出，根據(jù)本發(fā)明的制造用于車輛的車門的方法中，在車門的框架結(jié)構(gòu)的組成元件中，使用輕質(zhì)聚合物復合材料制造車門內(nèi)板，并且使用鋼合金或輕質(zhì)鋁合金制造其它構(gòu)成元件。因此，本發(fā)明可以防止現(xiàn)有技術(shù)的問題，例如，因為了減小重量使用各種材料而導致的制造成本增加，并且可以有效地實現(xiàn)重量減小，使制造構(gòu)成車門的各元件更容易，并且提高車門性能。

盡管已經(jīng)公開本發(fā)明的優(yōu)選實施例以用于說明的目的，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應當理解，在不偏離隨附權(quán)利要求中公開的本發(fā)明的范圍和精神的情況下，各種修改，添加和替換是可能的。