JP2011136606A - 樹脂製バックドアの補強構造 - Google Patents

Abstract

【課題】インナーパネルやアウターパネルの受ける力をバックドアの補強部材に伝え易くし、歪みや変形が生じ難くすると共に剛性の強い樹脂製のバックドア構造を提供する。
【解決手段】バックウインドーガラス用の窓枠部１１を有する樹脂製インナーパネル１と、窓枠部１１の上部から下部に亘って窓枠部１１の両側面に配設した金属製のヒンジリインフォースメント２と、金属製ヒンジリインフォースメント２を介してインナーパネル上に高さ方向に間隔を有して対向配置する樹脂製のアッパーアウターパネル４及びロアアウターパネル５と、アッパーアウターパネル４及びロアアウターパネル５を介して窓枠部１１上に重ねて配置するバックウインドーガラス６とからなる。
【選択図】図４

Description

本発明は、車両の樹脂製バックドアの補強構造に関する。

近年、車両用のドアとして樹脂製のものが種々上市されつつある。このような樹脂製のドアは、鋼板等により形成されたドアに比べて格段に軽量化を図ることが可能である。その反面、樹脂製のドアでは、鋼板等により形成されたドアに比べて剛性を確保することが難しい。

特許文献１は、樹脂製のアウターパネルとインナーパネルとによって中空状に形成されたバックドアのドアロック部を補強するドア構造を開示するが、このバックドアの強度を補強するために、アウターパネルとインナーパネルとの間に金属製補強部材を配設することも開示されている。

このように、バックドアの剛性補強のために、樹脂製のアウターパネルとインナーパネルとの間に金属製補強部材を配設することが知られている。このような、脂製のアウターパネル１０１と樹脂製のインナーパネル１０２とによって中空状に形成されたバックドア１００の補強構造を図１０〜図１３を用いて説明する。

図１０は車体を背面から見た図であり、バックドア１１０は、リアガラス１０５が組み込まれる窓枠部１０４を有しており、窓枠部１０４の上部に設けられたヒンジ（図示せず）によって、車体本体に対して回動自在に取り付けられている。図１１はバックドア１１０のＡ−Ａ断面、図１２はバックドアのＢ−Ｂ断面、図１３は、バックドアのＣ−Ｃ断面を表している。

バックドア１１０は、窓枠部を有するアウターパネル１０１の縁部とインナーパネル１０２の縁部とが接着剤１２０によって接合されて中空状に形成され、ヒンジリインフォースメント１０３が中空内に配設されている。

ヒンジリインフォースメント１０３は金属製材料から形成され、平面視で略Ｌ字形状を有しており、窓枠部１０４の上部から下部に亘ってアウターパネル１０１とインナーパネル１０２によって形成される中空内でインナーパネル１０２に沿って配設される。

また、ヒンジリインフォースメント１０３の断面形状は、窓枠部１０４の上部においては図１１に示すように略Ｗ字形状であって、インナーパネル１０２にねじ等の機械的な固着１２１によって固定されている。

窓枠部１０４の側部においては、図１２に示すように、ヒンジリインフォースメント１０３は、コ字形の断面形状を有しており、中空内部で車体内部に向けて凸状になるようにインナーパネル１０２に沿って配設されている。

窓枠部１０４の下部においては、図１３に示すように、ヒンジリインフォースメント１０３は、Ｍ字形の断面形状を有しており、インナーパネル１０２にねじ等の機械的な固着手段１２１によって固定されている。

なお、アウターパネルについては、他の成形部品に比べて大きいので、大きな成形装置を必要とする。このため、アウターパネルをドア本体の窓枠部を車幅方向に亘って上下に分割し、車体上側のアッパー部と車体下側のロア部とに構成することが知られている（特許文献２）。

特開２００６−２９８３２９号公報 特開２００６−１２３８６５号公報

前述したように、インナーパネル及びアウターパネルを樹脂製に変更すると、バックドアの剛性が弱くなるので、アウターパネルとインナーパネルとの間に金属製のヒンジリインフォースメント１０３を配設することによって、樹脂製バックドアの剛性を確保することが提案されている。しかし、図１２に示すように、リアガラスがはめ込まれた部分ではヒンジリインフォースメント１０３はアウターパネル１０１やインナーパネル１０２と連結されていないため、バックドアの開閉時にアウターパネルやインナーパネルに加わる力はヒンジリインフォースメント１０３に伝わり難く、バックドアの剛性補強は十分とはいえなかった。

加えて、ヒンジリインフォースメント１０３とアウターパネル１０１及び又はインナーパネル１０２との間に隙間があるため、ヒンジリインフォースメント１０３にアウターパネル１０１及び又はインナーパネル１０２に加わる力が伝わりにくく、バックドアの剛性が弱くなるという問題が生じていた。

また、バックドアの開閉に伴いインナーパネル及び／又はアウターパネルを変形させるような力が継続的に負荷されると、ヒンジリインフォースメントとインナーパネルとの間の相対位置にずれや歪みが生じたり、顕著な場合にはドアが変形したりすることも生じ易かった。

本発明は、アウターパネルの軽量化を図ると共に、歪みや変形が生じ難く、剛性の強い樹脂製のバックドア補強構造を提供することを目的とする。

本発明の樹脂製バックドアの補強構造は、バックウインドーガラス用の窓枠部を有する樹脂製インナーパネルと、底部と底部の両端に設けられた側壁と側壁の先端から外側に向けて延出するつばを備えた構造を有する金属製のヒンジリインフォースメントと、樹脂製のアッパーアウターパネルと、樹脂製のロアアウターパネルと、バックウインドーガラスとからなり、ヒンジリインフォースメントは、インナーパネルの窓枠部の両側面に配設され、アッパーアウターパネル及びロアアウターパネルは、ヒンジリインフォースメント上に間隔を有して対向配置され、バックウインドーガラスは、窓枠部に合わせてアッパーアウターパネル及びロアアウターパネル上に配置されており、バックウインドーガラスは、アッパーアウターパネル上又はロアアウターパネル上に重なる領域においてアウターパネル又はロアアウターパネルと固着され、アウターパネル上又はロアアウターパネル上に重ならない領域ではつばを介して上記インナーパネルに固着されている。

すなわち、アッパーアウターパネル及びロアアウターパネルはヒンジリインフォースメントのつばを介してインナーパネルに固着される。バックウインドーガラスは、（１）アッパーアウターパネル上又はロアアウターパネル上に重なる領域において、アウターパネル又はロアアウターパネルと固着され、（２）アッパーアウターパネル上又はロアアウターパネル上に重ならない領域において、ヒンジリインフォースメントのつばを介してインナーパネルに固着される。

アッパーアウターパネル及びロアアウターパネルがヒンジリインフォースメントのつばを介してインナーパネルに固着された構造とすることで、アウターパネルが受ける力をヒンジリインフォースメントに伝え易くすることができ、バックドア、特にアウターパネルの変形や歪みを防止することが可能になる。

さらに、バックウインドーガラスが、（１）アッパーアウターパネル上又はロアアウターパネル上に重なる領域において、アウターパネル又はロアアウターパネルと固着され、（２）アッパーアウターパネル上又はロアアウターパネル上に重ならない領域において、ヒンジリインフォースメントのつばを介してインナーパネルに固着された構造とすることで、これまで剛性補強にあまり寄与していなかったバックドアガラスをバックドアの剛性補強に活用することができ、ヒンジリインフォースメント以外に補強材を増やすことなく、樹脂製バックドアの補強をすることが可能になる。

なお、本構造のヒンジリインフォースメントの底部は、インナーパネルに固着されていることが好適である。このような構成とすることで、ヒンジリインフォースメントとインナーパネルとの間に隙間が生じることを防止でき、ヒンジリインフォースメントにインナーパネルの受ける力を伝えることができ、バックドアの剛性を向上させることができる。

本発明によれば、樹脂により形成されたアウターパネル及び／又はインナーパネルに加わる力を剛性補強体であるヒンジリインフォースメント及びバックドアガラスに伝えることができるので、バックドアの剛性を向上させることができ、またバックドアの変形や歪みを防止することが可能になる。

本発明の実施形態１及び実施形態２に係る樹脂製バックドアの配設構造の概略を示す概略斜視図である。 本発明の実施形態１及び実施形態２に係るヒンジリインフォースメントの概略斜視図である。 本発明の実施形態１及び実施形態２に係るバックドアの背面図である。 図３に示すＡ−Ａの断面図である。 図３に示すＣ−Ｃの断面図である。 図３に示すＢ−Ｂの断面図である。 本発明の実施形態２に係る図３のＡ−Ａ断面図である。 本発明の実施形態２に係る図３のＢ−Ｂ断面図である。 本発明の実施形態２に係る図３のＣ−Ｃ断面図である。 従来の樹脂製ドアのバックドアの背面図である。 図１０に示すＡ−Ａ断面図である。 図１０に示すＢ−Ｂ断面図である。 図１０に示すＣ−Ｃ断面図である。

以下、図１〜図９を参照して本発明の実施の形態について説明する。

［実施形態１］
本実施形態１では、図１〜図６を参照して、車両用バックドアの配設構造に本発明の具体例をついて説明する。

本実施形態１に係る樹脂製バックドア補強の構造は、図１に示すようにバックウインドーガラス用の窓枠部１１を有する樹脂製インナーパネル１と、窓枠部１１の上部から下部に亘って窓枠部１１の両側面に配設された金属製のヒンジリインフォースメント２と、金属製ヒンジリインフォースメント２を介してインナーパネル１上に高さ方向に間隔を有して対向配置される樹脂製のアッパーアウターパネル４と、樹脂製のロアアウターパネル５と、アッパーアウターパネル４及びロアアウターパネル５を介して窓枠部１１に重ねて配置されるバックウインドーガラス６とからなる。

インナーパネル１は、バックウインドーガラス６が組み込まれる位置に窓枠部１１を有し、バックドアの内表面全体を覆う一つの連続したガラス繊維等のフィラーを含有しない樹脂成形体により形成されている。なお、バックドアの内部となる背面側には図示しない種々のリブ構造が設けられている。

インナーパネル１の窓枠部１１には、窓枠部１１の高さ方向の上部から下部に亘って窓枠部１１の車幅方向の両側に、ヒンジリインフォースメント２が配置される。

ヒンジリインフォースメント２は金属製であり、図２に示すように、屈曲部２１と、屈曲部２１の一端側に設けられたヒンジ接合部２２と、他端側に設けられた延長部２３とからなり、平面視で略Ｌ字形を呈している。ヒンジ接合部２２は、窓枠部１１の上端に配設され、バックドアの上端がヒンジ（図示せず）によって車体に回動自在に取り付けられて、ドアの開閉が行われる。

ヒンジリインフォースメント２のヒンジ接合部２２の断面は、底部２４と、底部２４の両端に設けられた側壁２５と、両側壁の底部２４側とは反対側の先端部から外側に向けて延出するつば３とを備えている（図３〜５参照）。底部２４から立ち上る側壁２５は先端部に向かうほど外側に開いて、先端部に向かうほど相対するお互いの側壁から離れている。したがって底部２４と側壁２５とにより、ヒンジリインフォースメント２は略Ｕ字を形成する（図６参照）。また、底部２４は、インナーパネル１の形状に合わせて形態が形成されるため、中央部を凹ませ、略Ｗ字形としてもよい（図４及び５参照）。つば３は、側壁２５の先端部からさらに外側に向けて延設された側壁２５のフランジである。ヒンジリインフォースメント２の底部２４と側壁２５の断面形状を略Ｕ字又は略Ｗ字形とすることで十分な剛性を確保しつつ、軽量化を図ることができる。

ヒンジリインフォースメント２の延長部２３は、窓枠部１１の側部に配設される領域（図３〜図５中ではＢ−Ｂで示す位置に該当する領域、以下、中間領域という）と窓枠部１１の下部に配設される延長部２３の先端側（図３〜図５中でＣ−Ｃで示す位置に該当する領域、以下、先端領域という）とで断面形状が異なっている。

中間領域では、つば３を含めない状態で断面形状はＵ字に形成されており、先端領域では、つば３を含めない状態で断面形状はＷ字形に形成されている。

ヒンジ接合部２２又は延長部２３の長さや側断面形状は、アッパーアウターパネル４、ロアアウターパネル５及びインナーパネル１の形状やバックドア各部の形状や重量バランス、強度を考慮して設計されるものであり、本実施形態のヒンジリインフォースメントの長さや断面形状に限定されるものではなく、適宜変更されていてもよい。図３では、延長部２３の先端はバックドアに取り付けられた状態で、ロアアウターパネル５の中間位置付近が終端となっている。

アッパーアウターパネル４、ロアアウターパネル５は、ガラス繊維等のフィラーを含有しない樹脂の成型体で、例えばポリプロピレン系樹脂等から成形型を用いて成形されていてもよい。アッパーアウターパネル４とロアアウターパネル５は、インナーパネル１の窓枠部１１部分でアウターパネルがほぼ二分割にされた形状をしている（図１参照）。

アッパーアウターパネル４は、アッパーアウターパネル本体４１とアッパーアウターパネル延設部４２とからなり、ロアアウターパネル５はロアアウターパネル本体５１とロアアウターパネル延設部５２とから構成されている。しかしながら、アッパーアウターパネル延設部４２とロアアウターパネル延設部５２のそれぞれの長さを合計した長さは、窓枠部１１の高さ方向の長さより短く構成されている。

図３に示すように、アッパーアウターパネル４は窓枠部１１の上端おいて、ヒンジリインフォースメント２（点線で示す）上にアッパーアウターパネル本体４１を揃えて配設される。一方、ロアアウターパネル５は、アッパーアウターパネル延設部４２とロアアウターパネル延設部５２とが対向し、かつ間隔ｈを有するようにヒンジリインフォースメント２を介してインナーパネル１上に配設される。すなわち、ヒンジリインフォースメント２上で、アッパーアウターパネル４とロアアウターパネル５は間隔ｈをおいて配置されることになる。

さらに言い換えれば、ヒンジリインフォースメント２の延長部２上には、アッパーアウターパネル４及びロアアウターパネル５が存在しない領域がある。

バックウインドーガラス６は、窓枠部１１に沿ってアッパーアウターパネル４及びロアアウターパネル５上に配設される（図１参照）。

図４は図３のＡ−Ａ断面、図５は図３のＣ−Ｃ断面、図６は図３のＢ−Ｂ断面を示す。
図４及び図５に示すように、窓枠部１１の上端及び下端において、ヒンジリインフォースメント２のつば３は、アッパーアウターパネル４又はロアアウターパネル５とインナーパネル１の間に挟入配設され、それぞれに固着される。

窓枠部１１の上端及び下端においては、バックウインドーガラス６とアッパーアウターパネル４又はロアアウターパネル５とが重なる領域が存在する。この領域では、固着手段によって、インナーパネル１、つば３及びバックウインドーガラス６がお互いに固着されている。

固着手段は、ビス等の締結具、接着剤、溶着など、各種の接合手段を用いることが可能であるが、作業性の観点からは接着剤が好ましく、たとえばウレタン系の接着剤を挙げることができる。本実施形態においては、つば３の両面に接着剤７が塗布されて、アッパーアウターパネル４及びインナーパネル１と固着している。

なお、図５に示すように、窓枠部１１の下端において、ヒンジリインフォースメント２の一方のつば３は、アッパーアウターパネル４とロアアウターパネル５に挟入されておらず、インナーパネル１に設けられた取付部１２にねじ止めされている。

また、ヒンジリインフォースメント２とインナーパネル１との間には隙間がないようにすることが好ましい。

アッパーアウターパネル４及びロアアウターパネル５が存在しない領域、すなわち、図２のＢ−Ｂ断面においては、図６に示すように、ヒンジリインフォースメント２のつば３は、バックウインドーガラス６とインナーパネル１の間に配設され、それぞれに固着される。固着手段は、ビス等の締結具、接着剤、溶着など、各種の接合手段を用いることが可能であるが、作業性の観点からは接着剤が好ましく、たとえばウレタン系の接着剤を挙げることができる。

なお、窓枠部１１の側方におけるヒンジリインフォースメント２の延長部２３に対応する位置には、延長部２３を嵌合する連続した凹部が設けられていてもよい。

以上述べたように、ヒンジリインフォースメントに設けられたつばをアッパーアウターパネル又はロアアウターパネルとインナーパネルに挟入し、さらにアッパーアウターパネル及びロアアウターパネルが存在しない領域を設け、ここでつばをインナーパネルとバックウインドーガラスに挟入して固着する構造とすることで、ドアの開閉時等にアウターパネルの受ける力がヒンジリインフォースメント及びバックウインドーガラスに伝わりやすくなる。インナーパネル及びアウターパネルが樹脂製であるため、ドアの開閉時にバックドアには歪みやねじれの力が生じやすいが、これらの力をヒンジリインフォースメント及びバックウインドーガラスに伝えることにより、アウターパネルやインナーパネルの変形や歪みを防止することが可能になる。

［実施形態２］
図７〜図９は本発明の実施形態２に係るバックドアの補強構造を示すものである。図７は図３のＡ−Ａ断面、図８はＢ−Ｂ断面、図９Ｃ−Ｃ断面にそれぞれ相当する断面図である。本実施形態２に係るバックドアの補強構造は、バックウインドーガラス用の窓枠部１１を有する樹脂製インナーパネル１と、窓枠部１１の上部から下部に亘って窓枠部１１の両側面に配設された金属製のヒンジリインフォースメント２と、ヒンジリインフォースメント２を介してインナーパネル１上に高さ方向に間隔を有して対向配置される樹脂製のアッパーアウターパネル４及びロアアウターパネル５と、アッパーアウターパネル４及びロアアウターパネル５を介して窓枠部１１上に重ねて配置されるバックウインドーガラス６とからなり、ヒンジリインフォースメント２は底部２４と底部２４の両端に設けられた側壁２５と、側壁２５の先端から外側に向けて延出するつば３を備えた構造を有し、アッパーアウターパネル４及びロアアウターパネル５がインナーパネル１と重なる領域ではインナーパネル１とアッパーアウターパネル４又はロアアウターパネル５につばが挟入されてそれぞれに固着されている。インナーパネル１上でアッパーアウターパネル４及びロアアウターパネル５が隔離された領域では、インナーパネル１とバックウインドーガラス６につばが挟入されてそれぞれに固着されている。そして、さらにヒンジリインフォースメントの底部２４はインナーパネル１に固着されている。

実施形態１と異なる点は、実施形態２では、ヒンジリインフォースメント２の底部２４がインナーパネル１に固着されているところである。

ヒンジリインフォースメント２の底部２４は、接着手段により、インナーパネル１に固着されている。

ヒンジリインフォースメント２のインナーパネル１への固着は、ねじ等の機械的な固着手段、接着剤、溶着等を用いて行うことができるが、作業性の観点からは、接着剤、たとえばウレタン系の接着剤を用いるほうが効率的である。本実施形態においては、つば３の片面に接着剤が塗布されて、インナーパネル１と固着している。

ヒンジリインフォースメント２をインナーパネル１に固着することで、ヒンジリインフォースメントにインナーパネルの受ける力をヒンジリインフォースメントに伝えることが可能となり、バックドアの剛性をさらに強化することができる。

１ インナーパネル
２ ヒンジリインフォースメント
３ つば
４ アッパーアウターパネル
５ ロアアウターパネル
６ バックウインドーガラス
７接着剤
１１ 窓枠部
１２ 取付部
２１ 屈曲部
２２ ヒンジ接合部
２３ 延長部
２４ 底部
２５ 側壁
４１ アッパーアウターパネル本体
４２ アッパーアウターパネル延設部
５１ ロアアウターパネル本体
５２ ロアアウターパネル延設部

Claims (3)

1. バックウインドーガラス用の窓枠部を有する樹脂製インナーパネルと、底部と該底部の両端に設けられた側壁と該側壁の先端から外側に向けて延出するつばを備えた構造を有する金属製のヒンジリインフォースメントと、樹脂製のアッパーアウターパネルと、樹脂製のロアアウターパネルと、バックウインドーガラスとからなり、
   上記ヒンジリインフォースメントは、上記インナーパネルの窓枠部の両側面に配設され、
   上記アッパーアウターパネル及び上記ロアアウターパネルは、上記ヒンジリインフォースメント上に間隔を有して対向配置され、
   上記バックウインドーガラスは、上記窓枠部に合わせて上記アッパーアウターパネル及び上記ロアアウターパネル上に配置されており、
   上記アッパーアウターパネル及びロアアウターパネルは、上記つばを介して上記インナーパネルに固着され、
   上記バックウインドーガラスは、上記アッパーアウターパネル上又は上記ロアアウターパネル上に重なる領域においてアウターパネル又はロアアウターパネルと固着され、アウターパネル上又はロアアウターパネル上に重ならない領域では上記つばを介して上記インナーパネルに固着されている、バックドアの補強構造。
2. 前記底部が前記インナーパネルに固着されている、請求項１記載のバックドアの補強構造。
3. 前記つばが、前記アウターパネル及び前記インナーパネルと接着剤で固着されている、請求項１又は２に記載のバックドアの補強構造。

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