JP2013230716A

JP2013230716A - 樹脂製バックドア

Info

Publication number: JP2013230716A
Application number: JP2012102677A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Yukihira; 賢一行平; Nobuhiko Sasaki; 信彦佐々木; Hiroshi Shiraishi; 泰二白石
Original assignee: Hitachi Chemical Co Ltd
Current assignee: Showa Denko Materials Co Ltd
Priority date: 2012-04-27
Filing date: 2012-04-27
Publication date: 2013-11-14

Abstract

【課題】面剛性、強度、外観品質を確保しつつ、エンボス構造を変更することによって、アウタパネルに対するダメージを軽減した自動車用樹脂製バックドアを提供する。
【解決手段】アウタパネルと、このアウタパネルに接合されるインナパネルと、前記インナパネルのアウタパネル側に設けられる座面と、この座面上に凸部を前記アウタパネル側に向かって設置されるエンボスとを備え、前記エンボスが、その側面に切欠部Ａを有し、前記座面が、切欠部Ｂを有する、樹脂製バックドア。
【選択図】図３

Description

本発明は、面剛性、強度を確保しつつ外観品質の優れた、自動車用樹脂製バックドアに関する。

近年、自動車の燃費向上、環境負荷低減を目的として、自動車部品の軽量化が求められている。部品の構造材を金属から樹脂に変更し、軽量化を図る例が増えてきている。バックドア部材に関しても樹脂化が始まっている。ガラス繊維強化樹脂成形品は鋼板品と比べると比剛性が高い（軽量でも高い曲げ剛性を確保できる）こと、鋼板品では加工しにくい複雑な形状を比較的容易に形成できること（設計自由度向上）、外観性（美観）に優れていること、金型代が安価なため大量生産品に向いていること等の利点がある。

近年、車の構造自体の変化と、規格等（ＪＩＳ１０６０、自動車の後突試験法等）の変更により、バンパ衝突であったのが、バックドア全体で後面衝突の衝撃を受け止めるようになってきている。一般的に、バックドアは、アウタパネルと、インナパネルから構成されており、インナパネルはアウタパネルの面剛性確保等のためにそれを補強する役目を主とすることから、インナパネルには、凸形状となるエンボスが、アウタパネル側、あるいは、反アウタパネル側に、形成されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００６−２１８７８０号公報

従来の自動車の樹脂製バックドア用アウタパネルは、ナイロン材であるため、比較的強度があり、たとえ、後面衝突があっても、凸形状となるエンボスが、アウタパネルを突き抜けることはほとんどないが、更なる、自動車の軽量化及びコスト低減の観点から、樹脂材料やバックドアの構造の変更が求められている。
例えば、バックドア用樹脂材料をナイロン材からポリプロピレン樹脂（ＰＰ樹脂）等に変更することにより、自動車の軽量化及びコスト低減は可能であるが、アウタパネルの面剛性を確保（強度維持）するためには、一定強度のエンボスをインナパネルに形成する必要がある。

しかしながら、樹脂材料を変更した場合、従来のエンボスの構造では、エンボスに必要以上に強度があり、後面衝突の場合、エンボスがアウタパネル突き抜ける等、アウタパネルに対しダメージを与えるおそれがある。
本発明は、面剛性、強度、外観品質を確保しつつ、エンボス構造を変更することによって、アウタパネルに対するダメージを軽減した自動車用樹脂製バックドアを提供することを目的とする。

本発明は以下の通りである。
（１）アウタパネルと、このアウタパネルに接合されるインナパネルと、前記インナパネルのアウタパネル側に設けられる座面と、この座面上に凸部を前記アウタパネル側に向かって設置されるエンボスとを備え、前記エンボスが、その側面に切欠部Ａを有し、前記座面が、切欠部Ｂを有する、樹脂製バックドア。
（２）インナパネルの座面上の切欠部Ｂがエンボスの円周方向に配置されている、（１）に記載の樹脂製バックドア。
（３）エンボスに設けられた切欠部Ａが、エンボスの側面積の５〜２０％である、（１）又は（２）に記載の樹脂製バックドア。
（４）エンボスの形状が、側面視台形である、（１）〜（３）いずれかに記載の樹脂製バックドア。
（５）インナパネルが、ガラス繊維含有ポリプロピレン樹脂（ＰＰ樹脂）を成形してなる、（１）〜（４）いずれかに記載の樹脂製バックドア。
（６）切欠部Ａが、エンボスの凸部方向から見て、等角度の間隔でエンボスの側面に配置されている、（１）〜（５）いずれかに記載の樹脂製バックドア。

本発明によって、面剛性、強度、外観品質を確保しつつ、エンボス構造を変更した自動車用樹脂製バックドアを提供することが可能となった。
本発明の樹脂製バックドアは、通常時には、エンボスの作用により、一定の面剛性を維持し、後面衝突時には、エンボスの切欠部Ｂの作用により、エンボスが座面と一緒に抜け落ち、そして切欠部Ａの作用により、エンボスが破損し易くなっており、エンボスがアウタパネルを突き抜ける等、アウタパネルに対しダメージを与えるのを抑制できる。

本発明の樹脂製バックドアの一例の概略を示す説明図である。図１のＡ−Ａ切断線における、樹脂製バックドアのインナパネルの座面上に設けられたエンボスの概略断面図である。本発明の樹脂製バックドアのインナパネルの座面上に設けられたエンボスの一例の概略を示す説明図である。

本発明の樹脂製バックドアは、アウタパネルとインナパネルを接合してなる樹脂製バックドアにおいて、前記インナパネルの座面上にエンボスがアウタパネル側に向かって配置されており、前記座面上に切欠部Ｂが設けられており、前記エンボスの側面に切欠部Ａが設けられている。
以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。
図１は、本発明の樹脂製バックドアの一例の概略を示す説明図であり、樹脂製バックドアのアウタパネル２と、ガラス部１を示している。インナパネル（図示しない）の座面上に形成されたエンボス３は、アウタパネル２表面からは、認識できないが、図１に示したように、好ましくは、ガラス部１の下側であり、アウタパネル２の左端部と右端部に配置される（エンボス３は破線で表示）。
すなわち、エンボス３は、他の部分と比較して、面剛性が低い部分、そして、後面衝突しやすい部分である、ガラス部１の下側であり、アウタパネル２の左端部と右端部に配置されるが、これ以外の部分に必要に応じ配置してもよい。

また、図１において配置されるエンボス３の数や大きさは、樹脂製バックドアの面剛性が維持され、かつ、後面衝突の時、エンボス３が座屈するのであれば、特に限定しないが、例えば、ガラス部１の下側の、アウタパネル２の左端部又は右端部の場合、エンボス３の数は３〜１０個、好ましく４〜８個である。また、エンボス３の大きさは全て同一でもよく、あるいは、異なっていてもよい。
なお、図１に示すように、比較的大きな１つのエンボス３の周辺に、比較的小さなエンボス３を４〜６個配置することが、好ましい。

図２は、図１のＡ−Ａ切断線における、樹脂製バックドアのインナパネル５の座面７上に設けられたエンボス３の概略断面図である。図２に示すように、本発明の樹脂製バックドアに設けられるエンボス３は、樹脂製バックドアの面剛性を確保するため、インナパネル５の座面上にアウタパネル２側に向かって配置されている。
また、エンボス３近傍の座面に、切欠部Ｂ８が設けられており、前記切欠部Ｂ８は、好ましくはエンボス３の円周方向に配置されている。そして、アウタパネル２とインナパネル５が接着剤等により接合され、本発明の樹脂製バックドアが製造される。

また、図２においてインナパネル５の座面上に形成されるエンボス３の形状は、側面に切欠部Ａ（図示しない）が設けることが可能であれば、特に限定しない。
また、エンボス３は、通常、側面１０と上面１１とからなる構造であり、その側面視形状は、四辺形であるが、側面視台形であることが好ましい。そして、側面視台形であることにより、通常は樹脂製バックドアの面剛性が確保され、後面衝突の時には、エンボス３が座屈しやすく、また、成形する際も金型の抜けが良好である。
また、エンボス３の形状は、平面視で、上面１１側、座面７側とも、円形、多角形いずれでもよいが、成形性、切欠部Ｂ８の配置しやすさの点から円形が好ましい。

図２においてエンボス３の座面からの高さは、アウタパネル２とインナパネル５間の距離が、樹脂製バックドア内において、部分的に異なるため、特に限定しないが、エンボス３の上面１１と、アウタパネル２の裏面との間に、一定のオフセット４を有することが可能な高さであることが好ましい。
前記オフセット４は、好ましくは３〜１０ｍｍ、より好ましくは４〜７ｍｍである。３ｍｍ未満の場合は、エンボス３の上面１１と、アウタパネル２の裏面とが接触し、雑音を発するおそれがあり、また、１０ｍｍを超えると、十分な面剛性が確保されないおそれもあり、後面衝突の時に、エンボス３の座屈が十分でないおそれもある。

図３は、本発明の樹脂製バックドアのインナパネルの座面上に設けられたエンボスの一例の概略を示す説明図である。
エンボスの側面１０に設けられた切欠部Ａ１２の面積が、エンボスの側面積の５〜２０％であることが好ましく、８〜１５％であることがより好ましい。そして、これら切欠部Ａ１２が、好ましくは２〜１０個、より好ましくは３〜８個設けられている。よって、切欠部Ａ１２の総面積は、エンボスの側面１０の総面積の２０〜６０％であることが好ましい。この総面積範囲にあることによって、後面衝突の時には、エンボスが破壊されやすくなる。
例えば、エンボスの上面１１の直径１３が、５０〜１００ｍｍであれば、エンボスの外周（座面上）の直径は７０〜２００ｍｍであり、高さ６は１００〜３００ｍｍである。よって、エンボスの側面１０に設けられる切欠部Ａ１２は、例えば、上部の幅１４は５〜２０ｍｍ、下部の幅１６は１０〜３０ｍｍであり、その高さ１５は５０〜２５０ｍｍである。また、切欠部Ａ１２の形状は、四角形が好ましいが、特に下部の幅が広い台形であることが好ましい。

図３においてエンボスの近傍であり、円周方向（エンボスの外周）に配置されている、インナパネルの座面７上の切欠部Ｂ８の形状は、扇形であることが好ましい。
また、切欠部Ｂ８の大きさは、扇形である場合、例えば、扇形の切欠部Ｂ８の外周又は内周の長さは、エンボス近傍の外周全体を１００％とした場合、１０〜３０％であることが好ましい。また、扇形の切欠部Ｂ８の幅は、その１〜１５％程度であることが好ましい。そして、切欠部Ｂ８は、エンボス近傍の円周方向（エンボスの外周）に、好ましくは２〜８個、より好ましくは３〜６個配置される。よって、配置される切欠部Ｂ８全体としては、外周又は内周の長さの合計が、エンボス近傍の外周全体に対し、５０〜９０％であることが好ましい。この範囲にあることによって、後面衝突の時には、エンボス３が座屈しやすくなる。
従って、例えば、エンボス近傍の外周全体が直径２００ｍｍ程度であれば、扇形の切欠部Ｂ８の外周又は内周の長さは、２０〜６０ｍｍであり、扇形の切欠部Ｂ８の幅は２〜３０ｍｍであり、好ましくは１０〜２０ｍｍである。

また、図３において切欠部Ｂ８は、エンボス３の近傍に位置することが好ましく、切欠部Ｂ８の位置は、エンボス自体の外周２０から、好ましくは１０ｍｍ以内、より好ましくは１〜８ｍｍ、特に好ましくは３〜６ｍｍである。なお、エンボス自体の外周２０とは、通常、インナパネルの座面７において、エンボスが凸状に立ち上がり始める位置である。

本発明の樹脂製バックドアを構成するアウタパネルとインナパネルは、一般的に、所定の金型を使用し、射出成型により、ナイロン材、ポリプロピレン樹脂（ＰＰ樹脂）等の樹脂材料を使用し、製造される。
本発明の樹脂製バックドアに係るアウタパネルは、軽量化及び外観の点から樹脂材料として、ポリプロピレン樹脂（ＰＰ樹脂）を使用することが好ましい。また、使用されるアウタパネルの厚みは、通常、１〜６ｍｍ、好ましくは２〜４ｍｍである。
本発明の樹脂製バックドアに係るインナパネルは、軽量化及び強度の点から樹脂材料として、ガラス繊維含有ポリプロピレン樹脂を使用することが好ましい。また、使用されるアウタパネルの厚みは、通常、１〜６ｍｍ、好ましくは２〜４ｍｍである。

本発明の樹脂製バックドアの面剛性は、プッシュプルゲージによる測定方法により測定可能である。プッシュプルゲージによる測定方法とは、樹脂製バックドアを、支点間距離：１９０ｍｍの測定用台に設置し、支点間中心（荷重点）に直径３０ｍｍで、任意の荷重を加え、樹脂製バックドアの変位量を求めるものである。
エンボスを有する、本発明の樹脂製バックドアにおいては、荷重１００Ｎで、その変位量は、１〜４ｍｍであり、荷重２００Ｎで、２〜８ｍｍである。一般的に、荷重１００Ｎで、その変位量は７ｍｍ以下、荷重２００Ｎで、その変位量は１４ｍｍ以下であることが好ましい。
また、エンボスを有さない樹脂製バックドアの場合、その変位量は、荷重１００Ｎで、１５ｍｍ以上である。
また、本発明の樹脂製バックドアは、例えば、万能型引張曲げ試験機（株式会社オリエンテック製商品名ＲＴＣ−１３５０Ａ）で、後面衝突の時に相当する１５００〜２２００Ｎの荷重を加えた場合、２０〜４０ｍｍ程度変位し、エンボスが座屈する。そして、座屈したエンボスは、樹脂製バックドアのアウタパネルを突き抜けることはない。

以下、本発明の好適な実施例について説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
金型射出成形により作製した、厚さ３ｍｍのポリプロピレン樹脂（ＰＰ樹脂）製アウタパネルと、厚さ３ｍｍのガラス繊維含有ポリプロピレン樹脂製インナパネルとをウレタン系接着剤で接合し、本発明の樹脂製バックドアを得た。
本発明の樹脂製バックドアには、図１に示すように、左端部と右端部に其々エンボス３が６箇所配置されている。配置されたエンボス３は、前記インナパネルの座面上に設けられており、図３に示すように、等角度の間隔でエンボスの側面１０に配置された切欠部Ａ１２（上辺１４が１０ｍｍ、下辺１６が２０ｍｍ、高さ１５が６０ｍｍ）を４ヶ所有する、直径１３が７０ｍｍ高さ１２０ｍｍの大エンボスと、等角度の間隔でエンボスの側面に配置された切欠部Ａ１２（上辺１４が５ｍｍ、下辺１６が１０ｍｍ、高さ１５が３２ｍｍ）２ヶ所を有する、直径１３が２０ｍｍ高さ７０ｍｍの小エンボスとである。そして、１つの大エンボスの周囲に、５つの小エンボスが、配置されている。
また、大エンボスが配置されたインナパネルの座面７上には、その円周方向に、切欠部Ｂ８（幅１７が１５ｍｍ、長さ１８が５０ｍｍ）が４ヶ所を設けられており、また、小エンボスが配置されたインナパネルの座面７上には、その円周方向に、切欠部Ｂ８（幅１７が１０ｍｍ、長さ１８が２０ｍｍ）が２ヶ所を設けられている。
作製した、本発明の樹脂製バックドアの面剛性は、プッシュプルゲージによる測定方法により評価した。
樹脂製バックドアを、支点間距離：１９０ｍｍの測定用台に設置し、樹脂製バックドアのアウタパネルの外面側から支点間中心（荷重点）に直径３０ｍｍで、１００Ｎの荷重を加え、樹脂製バックドアの変位量を測定した。なお変位量の測定箇所は、１００ｍｍピッチの升状（四角形）で２０箇所である。
その結果、本発明の樹脂製バックドアの変位量は、１〜４ｍｍであった。それに対し、エンボスを有さない、樹脂製バックドアの場合、その変位量は、荷重１００Ｎで、１５〜２０ｍｍであった。
よって、本発明の樹脂製バックドアは、優れた面剛性を有していることがわかる。

１：ガラス部、２：アウタパネル、３：エンボス、４：オフセット、５：インナパネル、６：エンボスの高さ、７：インナパネルの座面、８：座面上の切欠部Ｂ、９：接合部分、１０：エンボスの側面、１１：エンボスの上面、１２：切欠部Ａ、１３：エンボスの上面の直径、１４：切欠部Ａの幅（上部又は上辺）、１５：切欠部Ａの高さ、１６：切欠部Ａの幅（下部又は下辺）、１７：切欠部Ｂの幅、１８：切欠部Ｂの外周の長さ、１９：切欠部Ｂの内周、２０：エンボスの外周。

Claims

アウタパネルと、このアウタパネルに接合されるインナパネルと、前記インナパネルのアウタパネル側に設けられる座面と、この座面上に凸部を前記アウタパネル側に向かって設置されるエンボスとを備え、前記エンボスが、その側面に切欠部Ａを有し、前記座面が、切欠部Ｂを有する、樹脂製バックドア。
インナパネルの座面上の切欠部Ｂがエンボスの円周方向に配置されている、請求項１に記載の樹脂製バックドア。
エンボスに設けられた切欠部Ａが、エンボスの側面積の５〜２０％である、請求項１又は２に記載の樹脂製バックドア。
エンボスの形状が、側面視台形である、請求項１〜３いずれかに記載の樹脂製バックドア。
インナパネルが、ガラス繊維含有ポリプロピレン樹脂（ＰＰ樹脂）を成形してなる、請求項１〜４いずれかに記載の樹脂製バックドア。
切欠部Ａが、エンボスの凸部方向から見て、等角度の間隔でエンボスの側面に配置されている、請求項１〜５いずれかに記載の樹脂製バックドア。