JP4693519B2 - バックドア - Google Patents

Description

本発明は、自動車のバックドアに関する。

従来、自動車用のバックドアには、ガラス繊維強化樹脂成形品からなるインナパネルと樹脂成形品からなるアウタパネルとが接着剤により接合されて一体化されたものが広く使用されている。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、金型代が安価なため少量生産品に向いていること等の利点がある。
特開２０００−２４７１４８号公報

バックドアに要求される重要な特性として後面衝突時の安全性能、即ち、バックドアの破損を抑えることが挙げられる。

従来のバックドアにおいては、鋼板製補強部材をインナパネルやアウタパネルに当接させて取り付けることで、後面衝突時の安全性を確保させている。しかしながら、この構造では、後面衝突時の安全性を確保するために鋼板の板厚が厚くなり、更に取付用ネジで鋼板製補強部材の多数箇所を固定しているで、バックドアの重量増、コストアップの要因となっている。

また、特許文献１には、インナ部材における窓枠部の外面に補強材が設ける構造が開示されているが、この構造では、補強材が露出してしまうため、バックドアの外観が損なわれるという問題がある。

本発明は、バックドアの高い外観品質を確保するとともに、バックドアの重量増、コストアップを抑えて、後面衝突時のバックドアの破損を抑制することである。

請求項１に記載の発明は、インナパネルとアウタパネルとにより中空状に形成され、車体本体後部のバックドア枠部に開閉自在に取り付けられるバックドアにおいて、伸縮可能に形成された第１の補強部材が前記インナパネルと前記アウタパネルとの間でこれらのパネルに沿って配置されているとともに、該第１の補強部材の両端部が前記インナパネルと前記アウタパネルとの少なくも一方に固定されていることを特徴とするバックドア。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のバックドアにおいて、前記第１の補強部材は、波形鋼板であることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のバックドアにおいて、前記インナパネルと前記アウタパネルとに亘って形成され、ウィンドウパネルを保持する窓枠部を備え、前記第１の補強部材は、前記窓枠部の左右の側部において伸縮方向が上下方向に沿うように延在されていることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のバックドアにおいて、前記インナパネルの上部に形成されたヒンジ取付部を補強する、前記インナパネルに設けられた第２の補強部材と、前記第２の補強部材よりも下方であって前記窓枠部の下部の前記インナパネルに設けられ、前記インナパネルを補強する第３の補強部材と、を備え、前記第１の補強部材の上端部は、前記第２の補強部材を介して前記インナパネルに固定されている一方、前記第１の補強部材の下端部は、前記第３の補強部材を介して前記インナパネルに固定されていることを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項２に記載のバックドアにおいて、前記第１の補強部材は、幅が５ｍｍ〜３０ｍｍの範囲内、厚さが０．５ｍｍ〜２．０ｍｍの範囲内、変形可能な伸びの最大量が１００ｍｍ〜２５０ｍｍの範囲内であることを特徴とする。

本発明によれば、伸縮可能に形成された第１の補強部材がインナパネルとアウタパネルとの間でこれらのパネルに沿って配置されているとともに、該第１の補強部材の両端部がインナパネルとアウタパネルとの少なくも一方に固定されているので、バックドアの高い外観品質を確保するとともに、バックドアの重量増、コストアップを抑えて、後面衝突時のバックドアの破損を抑制することができる。

本発明の一実施形態を図１ないし図３に基づいて図面に基づいて説明する。本実施形態は、自動車であるワゴン車の後部に取り付けられたバックドアへの適用例である。

図１は、本実施形態のバックドアを備える自動車の後部を示す斜視図である。図１に示すように、自動車１の車体本体２の後部に形成されたバックドア枠部２ａには、バックドア３が開閉自在に取り付けられている。このバックドア枠部２ａには、図示しないバックドア開口が形成されており、バックドア３を開けることによりバックドア開口が開放され、バックドア３を閉めることによりバックドア開口が閉塞される。

バックドア３の上部には、ウィンドウパネルであるリアガラス４が組み込まれ、その下部には、凹状のライセンスプレート取付部５が形成されている。バックドア３は、その上部に取り付けられたヒンジ６（図２参照）によって車体本体２に対して回動自在に設けられている。このバックドア３は、ロック機構を構成するドア側ロック部と車体側ロック部（何れも図示せず）とが係合することにより車体本体２にロックされる。ここで、バックドア３における上下とは、バックドア３が閉じられた状態での上下である。

図２は、バックドア３の側部を示す縦断側面図である。なお、図２は、図１でのＡ−Ａ断面を示している。図２に示すように、バックドア３は、車両前後方向で相対向するインナパネル１１とアウタパネル１２とを備え、これらのインナパネル１１とアウタパネル１２との縁部が接着剤１３によって接合されることにより中空状に形成されている。

インナパネル１１の材質は、例えば、ガラス繊維強化樹脂であり、アウタパネル１２の材質は、例えば、樹脂である。

インナパネル１１の上部には、ヒンジ６が取り付けられるヒンジ取付部１３が形成されている。

また、バックドア３の上部には、リアガラス４の全周を保持する窓枠部１４がインナパネル１１とアウタパネル１２とに亘って形成されている。この窓枠部１４には、図示しない開口が形成され、この開口はリアガラス４によって閉塞されている。

この窓枠部１４の左右の側部１４ａ，１４ｂの内部には、第１の補強部材１５が上下方向に沿って延在されて設けられている。詳しくは、第１の補強部材１５は、インナパネル１１とアウタパネル１２との間でこれらのパネル１１，１２から離間した位置でこれらのパネル１１，１２に沿って配置されている。

第１の補強部材１５は、蛇腹状に形成されて伸縮可能となっている。具体的には、第１の補強部材１５は、三角波形が上下方向に沿って繰り返し連続して形成された波形鋼板であり、上下方向に長い長尺状に形成されている。したがって、この第１の補強部材１５における蛇腹形状が伸縮する方向である伸縮方向は、上下方向となっている。波形鋼板は、例えば、防錆処理を施した冷間圧延鋼板によって形成される。この第１の補強部材１５は、その両端部である上端部１５ａと下端部１５ｂとが離れる方向に規定の大きさ以上の荷重で引っ張られることにより、三角波形が平坦状に展開するように伸び塑性変形する。

ここで、第１の補強部材１５は、幅が５ｍｍ〜３０ｍｍの範囲内、厚さが０．５ｍｍ〜２．０ｍｍの範囲内、変形可能な伸びの最大量が１００ｍｍ〜２５０ｍｍの範囲内であることが望ましく、変形可能な伸びの最大量にあっては１５０ｍｍ〜２００ｍｍであることがより望ましい。

この第１の補強部材１５の上端部１５ａは、第２の補強部材１６を介してインナパネル１１に固定されている一方、第１の補強部材１５の下端部１５ｂは、第３の補強部材１７を介してインナパネル１１に固定されている。

第２の補強部材１６は、インナパネル１１の上部に形成されたヒンジ取付部１３に沿ってインナパネル１１の内面に設けられ、ヒンジ取付部１３を補強している。この第２の補強部材１６に、ネジ１８によって第１の補強部材１５の上端部１５ａが固定されている。

第３の補強部材１７は、第２の補強部材１６よりも下方であって窓枠部１４の下部において左右方向に延在して設けられている。この第３の補強部材１７に、ネジ１８によって、第１の補強部材１５の下端部１５ｂが固定されている。

次に、自動車１の後部が障害物と後面衝突した場合のバックドア３の変形を図３に基づいて説明する。ここで、図３は、後面衝突時のバックドア３の変形状態を示す縦断側面図である。図３に示すように、自動車１の後部が障害物と衝突し、バックドア３の下部が前方に押し曲げられた場合、第１の補強部材１５には、その上端部１５ａを固定側としてその下端部１５ｂが前方斜め下方に引っ張られる向きに荷重が入力される。この引張荷重が規定の大きさ以上の場合、第１の補強部材１５が、その引張荷重によって伸び塑性変形して入力荷重を吸収し、バックドア３の破損を抑制する。また、その引張荷重が規定の大きさよりも小さい場合には、第１の補強部材１５が、その引張荷重によって伸び弾性変形して入力荷重を吸収し、バックドア３の破損を抑制する。これらにより、バックドア３の構成部品の一部がバックドア３の他の構成部品から分離することが防止される。ここで、第１の補強部材１５は、蛇腹状に形成されていることにより第１の補強部材が平板鋼板の場合に比べて伸び可能量が多いので、平板鋼板の場合に比べて入力荷重をより吸収することができ、よって、平板鋼板の場合に比べてバックドア３の破損をより抑制することができる。

以上説明したように、本実施の形態においては、伸縮可能に形成された第１の補強部材１５が、インナパネル１１とアウタパネル１２との間でこれらのパネル１１，１２に沿って配置されているとともに、該第１の補強部材１５の両端部である上下端部１５ａ，１５ｂがインナパネル１１とアウタパネル１２との少なくも一方に固定されていることにより、後面衝突時のバックドア３の損傷を抑制することができる。そして、この構成では、第１の補強部材１５の上端部１５ａ及び下端部１５ｂのみがインナパネル１１に固定されているので、補強部材の中間部などもインナパネル１１に固定する場合に比べて、バックドア３の重量増、コストアップが抑制される。また、第１の補強部材１５がインナパネル１１とアウタパネル１２との間に設けられていることにより、第１の補強部材１５がバックドア３の外部に露出しない。即ち、本実施の形態によれば、バックドア３の高い外観品質を確保するとともにバックドア３の重量増、コストアップを抑えて、後面衝突時のバックドア３の破損を抑制することができる。

また、本実施の形態においては、第１の補強部材１５は、窓枠部１４の左右の側部１４ａ，１４ｂにおいて伸縮方向が上下方向に沿うように延在されていることにより、第１の補強部材１５によって窓枠部１４の補強がなされ、窓枠部１４の変形が抑制され、よって、バックドア３全体の変形が抑制される。

また、本実施の形態においては、第２の補強部材１６により、ヒンジ取付部１３が補強されているので、ヒンジ取付部１３の破損が抑制される。また、第３の補強部材１７により窓枠部１４の下部のインナパネル１１が補強されているので、窓枠部１４の下部の破損が抑制される。

また、本実施の形態においては、第１の補強部材１５は、幅が５ｍｍ〜３０ｍｍの範囲内、厚さが０．５ｍｍ〜２．０ｍｍの範囲内、変形可能な伸びの最大量が１００ｍｍ〜２５０ｍｍの範囲内であることにより、衝突での第１の補強部材１５に対する引張方向への荷重入力時での第１の補強部材１５の展開長さを十分にとれるとともに、第１の補強部材１５の重量増を抑えることができる。

なお、本発明は、本実施形態に限ることなく本発明の要旨を逸脱しない範囲で他の実施形態を各種採用することができる。

例えば、本実施の形態では、第１の補強部材１５の両端部である上端部１５ａと下端部１５ｂとがインナパネル１１に固定された例を説明したが、これに限るものではなく、第１の補強部材１５の上端部１５ａと下端部１５ｂとは、インナパネル１１とアウタパネル１２との少なくも一方に固定されていればよい。即ち、第１の補強部材１５の上端部１５ａと下端部１５ｂとは、アウタパネル１２に固定されていてもよいし、一方の端部１５ａ又は１５ｂがインナパネル１１に固定され他方の端部１５ｂ又は１５ａがアウタパネル１２に固定されていてもよい。

また、本実施の形態では、第１の補強部材１５の上下端部１５ａ，１５ｂを第２の補強部材１６と第３の補強部材１７とによりインナパネル１１に固定したが、第１の補強部材１５の上下端部１５ａ，１５ｂをインナパネル１１又はアウタパネル１２に固定する固定部材は、それらに限るものではない。さらに、本実施の形態では、第１の補強部材１５の上下端部１５ａ，１５ｂをインナパネル１１又はアウタパネル１２に固定する固定部材（第２の補強部材、第３の補強部材）を第１の補強部材１５と別部品とした例を説明したが、それらの固定部材を第１の補強部材１５に一体に形成してもよい。

次に、所定の条件下での後面衝突実験においてドアロック機構のロック状態を維持できる、第１の補強部材１５と比較例の補強部材（以下、比較品という）とを製造し、その重量及びコストの比較を行った。比較品は、鋼板製の平板部材であって、インナパネル１１に形成されたボス部にタッピングネジで固定した。この第１の補強部材１５と比較品との重量及びコスト（指標）を図４に示す。

図４に示すように、この比較では、第１の補強部材１５の重量が１．５ｋｇであったのに対し、比較品の重量は２．７ｋｇであった。また、比較品のコスト（指標）を１００とすると、第１の補強部材１５のコスト（指標）は８０であった。このように、本発明の第１の補強部材１５は、所定の条件下での後面衝突実験においてドアロック機構のロック状態を維持する上で、即ち、バックドア３の破損を抑制する上で、重量増、コスト増を従来の補強部材に比べて抑えることができる。

本発明の一実施形態のバックドアを備える自動車の後部を示す斜視図である。 バックドアの側部を示す縦断側面図である。 後面衝突時のバックドアの変形状態を示す縦断側面図である。 本発明の実施例と比較例との重量及びコストの比較結果を示す説明図である。

符号の説明

２ 車体本体
２ａ バックドア枠部
３ バックドア
１１ インナパネル
１２ アウタパネル
１３ ヒンジ取付部
１４ 窓枠部
１４ａ 窓枠部の側部
１４ｂ 窓枠部の側部
１５ 第１の補強部材
１５ａ 第１の補強部材の上端部
１５ｂ 第１の補強部材の下端部
１６ 第２の補強部材
１７ 第３の補強部材

Claims (1)

1. インナパネルとアウタパネルとにより中空状に形成され、車体本体後部のバックドア枠部に開閉自在に取り付けられるバックドアにおいて、
   伸縮可能に形成された第１の補強部材が前記インナパネルと前記アウタパネルとの間でこれらのパネルに沿って配置されているとともに、該第１の補強部材の両端部が前記インナパネルと前記アウタパネルとの少なくも一方に固定され、
   前記第１の補強部材は、波形鋼板であり、
   前記インナパネルと前記アウタパネルとに亘って形成され、ウィンドウパネルを保持する窓枠部を備え、
   前記第１の補強部材は、前記窓枠部の左右の側部において伸縮方向が上下方向に沿うように延在され、
   前記インナパネルの上部に形成されたヒンジ取付部を補強する、前記インナパネルに設けられた第２の補強部材と、前記第２の補強部材よりも下方であって前記窓枠部の下部の前記インナパネルに設けられ、前記インナパネルを補強する第３の補強部材と、を備え、
   前記第１の補強部材の上端部は、前記第２の補強部材を介して前記インナパネルに固定されている一方、前記第１の補強部材の下端部は、前記第３の補強部材を介して前記インナパネルに固定されていることを特徴とするバックドア。

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