JP2019108016A

JP2019108016A - 樹脂バックドア

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Publication number: JP2019108016A
Application number: JP2017242327A
Authority: JP
Inventors: 健二千葉; Kenji Chiba; 大久保　隆幸; Takayuki Okubo; 隆幸大久保; 聖和新田; Kiyokazu Nitta
Original assignee: Toyota Motor Corp; Toyota Motor Kyushu Inc
Current assignee: Toyota Motor Corp; Toyota Motor Kyushu Inc
Priority date: 2017-12-19
Filing date: 2017-12-19
Publication date: 2019-07-04
Anticipated expiration: 2037-12-19
Also published as: JP6959127B2; CN109927525B; CN109927525A; US10773576B2; US20190184797A1; DE102018131968A1

Abstract

【課題】インナパネルに補強部材を固定した樹脂バックドアにおいて、アウタパネルと補強部材とを締結する際のアウタパネルの意匠面の変形を抑制する。【解決手段】インナパネル２０とアッパアウタパネル１０と、インナパネル２０に固定される補強部材３０と、を含み、アッパアウタパネル１０と補強部材３０とがボルト３５で締結されている樹脂バックドア１００において、補強部材３０は、アッパアウタパネル１０の内面に沿って延びる平板部３０ａを有し、補強部材３０の締結部を平板部３０ａからアッパアウタパネル１０の方向に折れ曲がって伸びるアーム３１とし、アッパアウタパネル１０の締結部を一般部１１ａよりも板厚を薄くした薄肉部１１とする。【選択図】図３

Description

本発明は、樹脂バックドアのインナパネルに固定された補強部材とアウタパネルとの締結部の構造に関する。

近年、樹脂製の車両ドアが多く用いられている。樹脂製のドアは重量を低減することができる反面、鋼板で形成されたドアに比べて剛性を確保することが難しい。このため、樹脂製のインナパネルと樹脂製のアウタパネルによって形成された中空空間に金属製の補強部材を取り付けることが提案されている。

例えば、特許文献１には、樹脂製のインナパネルの周縁部と樹脂製のアウタパネルの周縁部との間に金属製の補強部材を挟み込んで接着剤で固着する構造が提案されている。

特開２０１１−１３６６０６号公報

ところで、樹脂製のインナパネル、アウタパネル、金属製の補強部材にはそれぞれ製造公差がある。このため、特許文献１に記載された構造では、組み付けの際に意匠面を構成する樹脂製のインナパネル、アウタパネルの周縁部が強度の高い金属製の補強部の周縁部になじむように変形してしまう場合があった。

このため、金属製の補強部材をインナパネルの周縁部ではなく、内側に固着する構造が検討されている。この構造では、金属製の補強部材を樹脂製のインナパネルの内側に固着し、金属製の補強部材の周縁部と樹脂製のインナパネルとの周縁部とを離間させて、補強部材の組み付けの際のインナパネル周縁部の変形を抑制できる。また、インナパネルの周縁部にアウタパネルの周縁部を接着することにより、アウタパネル周縁部の変形も抑制できる。

しかし、樹脂製のインナパネル、アウタパネル、金属製の補強部材それぞれの製造公差があるため、この構造では、補強部材とアウタパネルとの間の面間寸法にバラツキが出てしまう。このため、アウタパネルの強度確保のために補強部材とアウタパネルとをボルト等で締結する場合、あるいは、アウタパネルの外側に取り付けられるスポイラ等を同一の厚みのスペーサを介して補強部材にボルト等で締結する際に、アウタパネルが補強部材側に変形し、アウタパネルの意匠面が変形してしまう場合がある。

そこで、本発明は、樹脂製のインナパネルに補強部材を固定した樹脂バックドアにおいて、樹脂製のアウタパネルと補強部材とを締結する際のアウタパネルの意匠面の変形を抑制することを目的とする。

本発明の樹脂バックドアは、樹脂製のインナパネルと、樹脂製のアウタパネルと、前記インナパネルと前記アウタパネルとで形成される中空空間に配置され、前記インナパネルに固定される金属製の補強部材と、を含み、前記アウタパネルと前記補強部材とが締結部材で締結されている樹脂バックドアであって、前記補強部材は、前記アウタパネルの内面に沿って延びる平板部を有し、前記補強部材の締結部は、前記平板部から前記アウタパネルの方向に折れ曲がって伸びるアームであり、前記アウタパネルの締結部は、締結部以外に比べて板厚が薄い薄肉部となっていること、を特徴とする。

補強部材の締結部を平板部からアウタパネルの方向に折れ曲がって伸びるアームとすると、アームの曲げ部分が加工硬化によって硬くなり、アームの曲げ部分に挟まれる部分が撓みやすくなる。このため、アウタパネルと補強部材とを締結部材で締結する際に、アームの曲げ部分に挟まれる部分が撓んで、アウタパネルを補強部材に向かって引っ張ることがなく、アウタパネルの意匠面の変形を抑制することができる。また、アウタパネルの締結部を薄肉部とすることにより、薄肉部での断面係数が小さく、曲げ剛性が低くなるため、アウタパネルが薄肉部で変形しアウタパネルと補強部材との間の面間寸法のバラツキを吸収し、締結によるアウタパネルの意匠面の変形を抑制できる。

このように、本発明の樹脂バックドアは、アウタパネルと補強部材とをボルト等の締結部材で締結する際に、補強部材の締結部であるアームがアウタパネルに向かって曲げ変形すると共に、アウタパネルの締結部である薄肉部が補強部材の方向に撓み変形することでアウタパネルと補強部材との間の面間寸法のバラツキを吸収し、締結によるアウタパネルの意匠面の変形を抑制できる。

本発明の樹脂バックドアにおいて、車両上下方向上端部で前記アウタパネルと前記補強部材とに締結部材で共締め締結されている樹脂製のスポイラを有することとしてもよい。

これにより、アウタパネルの意匠面の変形を抑制しつつ、スポイラを補強部材に締結することができる。

本発明は、樹脂製のインナパネルに補強部材を固定した樹脂バックドアにおいて、樹脂製のアウタパネルと補強部材とを締結する際のアウタパネルの意匠面の変形を抑制することができる。

実施形態の樹脂バックドアの斜視図である。図１に示す樹脂バックドアのスポイラとアッパアウタパネルを取り外した状態を示す斜視図である。図２Ａに示すＣ部の詳細を示す斜視図である。図１、２Ａに示すＡ−Ａの断面図である。図３に示すＤ部の詳細断面図である。図１、２Ａに示すＢ−Ｂの断面図である。

以下、図面を参照しながら実施形態の樹脂バックドア１００について説明する。樹脂バックドア１００は、図１に示す樹脂製のアッパアウタパネル１０と、ロアアウタパネル１５と、図２Ａに示す樹脂製のインナパネル２０と、インナパネル２０に固定された金属製の補強部材３０とで構成されている。補強部材３０は、インナパネル２０の上辺部２０Ａと左側の側部２０Ｌに沿った略Ｌ字型の左肩補強部材３０Ｌと、インナパネル２０の上辺部２０Ａと右側の側部２０Ｒに沿った略Ｌ字型の右肩補強部材３０Ｒとを含んでいる。左肩補強部材３０Ｌと右肩補強部材３０Ｒとは左右対称であるので、以下の説明では、左肩補強部材３０Ｌを補強部材３０として説明する。図１に示すように、アッパアウタパネル１０の車両上下方向上側には、バックドアガラス５０が取付けられている。また、アッパアウタパネル１０の車両上下方向上端部には、樹脂スポイラ４０が取り付けられている。樹脂バックドア１００は、図示しない取り付けヒンジによってルーフパネル６０に取り付けられている。アッパアウタパネル１０の外表面は、意匠面１０ａとなっている。

図３に示すように、インナパネル２０の上辺部２０Ａは、上に凹の略溝形の断面形状であり、アッパアウタパネル１０の上部は下に凹の略溝形の断面形状である。従って、インナパネル２０にアッパアウタパネル１０を組み合わせると、図３に示すように内部に中空空間１８が形成される。

図２Ａ、図３に示すように、インナパネル２０の上部の中空空間１８には、略Ｌ字型の金属製の補強部材３０が配置、固定されている。図２Ａ、３に示すように、インナパネル２０の上辺部２０Ａに接続される部分の補強部材３０は、インナパネル２０に固定される固定部３０ｃと、固定部３０ｃからアッパアウタパネル１０に向かって延びる延伸部３０ｂと、延伸部３０ｂからアッパアウタパネル１０の内面と略平行に幅Ｅのクリアランスを保って延びる平板部３０ａと、を含む折板構造である。補強部材３０の固定部３０ｃは、インナパネル２０の周縁部から少し内側に入ったところで肉厚の接着剤３７によってインナパネル２０に接着固定されている。補強部材３０の接着箇所以外の部分は、インナパネル２０の中空空間１８の側の面との間にクリアランスを有している。また、インナパネル２０の周縁部には、アッパアウタパネル１０の周縁部が接着剤１２によって固着されている。

図２Ｂ、図４に示すように、補強部材３０には、平板部３０ａからアッパアウタパネル１０の方向に斜めに折れ曲がって伸びるアーム３１が設けられている。アーム３１は根元側の曲げ部分３１ａと先端側の曲げ部分３１ｂと曲げ部分３１ａ，３１ｂに挟まれる延伸部分３１ｃとを備えている。根元側の曲げ部分３１ａの曲げ角度はθ１で先端側の曲げ部分３１ｂの曲げ角度はθ２となっている。アーム３１の先端は、アッパアウタパネル１０と略平行で、ボルト３５が通る穴３２が設けられている。アーム３１の曲げ部分３１ａ，３１ｂは加工硬化によって硬くなっており、アーム３１の曲げ部分３１ａ，３１ｂに挟まれる延伸部分３１ｃが撓みやすくなっている。また、アッパアウタパネル１０のボルト３５で締結される締結部には、板厚が周囲の一般部１１ａの板厚よりも薄い薄肉部１１が設けられている。薄肉部１１は、薄肉部１１以外の一般部１１ａよりも断面係数が小さく、曲げ剛性が低くなっている。

図３に示すように、樹脂スポイラ４０は、本体４２とナット３４を保持するナット保持部４３とを含んでいる。本体４２は、スペーサ３６を介してアッパアウタパネル１０と補強部材３０のアーム３１とに締結部材であるボルト３５、ナット３４で共締め締結されている。

図４に示すように、樹脂スポイラ４０を組み付ける際には、樹脂スポイラ４０をアッパアウタパネル１０の車両上下方向上端の薄肉部１１に合わせて、補強部材３０のアーム３１の穴３２にボルト３５を通し、ボルト３５を樹脂スポイラ４０のナット保持部４３に保持されたナット３４にねじ込む。ボルト３５を締め付ける前には、スペーサ３６とアッパアウタパネル１０の薄肉部１１との間には、幅ｄのクリアランスが空いている。

アーム３１の曲げ部分３１ａ，３１ｂは加工硬化によって硬くなっており、曲げ部分３１ａ，３１ｂに挟まれる延伸部分３１ｃが撓みやすくなっている。このため、ボルト３５を締め付けると、図４の破線、矢印３９で示すように、延伸部分３１ｃが曲げ変形し、補強部材３０のアーム３１の先端は、アッパアウタパネル１０の薄肉部１１に向かって移動する。また、アッパアウタパネル１０の薄肉部１１は、断面係数が小さく、曲げ剛性が低いので、矢印１９で示すように補強部材３０の方に撓み変形する。そして、アーム３１と薄肉部１１とはアーム３１の曲げ変形量と薄肉部１１の撓み変形量の合計がクリアランスの幅ｄになるまで変形する。そして、本体４２は、スペーサ３６を介してアッパアウタパネル１０と補強部材３０とにボルト３５、ナット３４で共締め締結される。このように、補強部材３０のアーム３１の曲げ変形と、アッパアウタパネル１０が薄肉部１１の撓み変形とでアッパアウタパネル１０と補強部材３０との間の面間寸法のバラツキが吸収される。アーム３１の各曲げ部分３１ａ，３１ｂの曲げ角度θ１、θ２、及び薄肉部１１の板厚は、ボルト３５を締め付けた際に塑性変形が残らないように調整されているので、アーム３１の変形、薄肉部１１の変形は弾性変形である。

薄肉部１１は、周囲を板厚の大きい一般部１１ａで囲まれているので、その変形が一般部１１ａの変形にほとんど影響を与えず、それよりも遠くに位置しているアッパアウタパネル１０の意匠面１０ａにもほとんど影響を与えない。このため、実施形態の樹脂バックドア１００は、アッパアウタパネル１０の意匠面１０ａの変形を抑制しつつ、樹脂スポイラ４０を補強部材３０にボルト３５、ナット３４で締結することができる。

このように、実施形態の樹脂バックドア１００は、アッパアウタパネル１０と補強部材３０をボルト３５、ナット３４で締結する際に、補強部材３０の締結部であるアーム３１がアッパアウタパネル１０に向かって曲げ変形すると共に、アッパアウタパネル１０の締結部である薄肉部１１が補強部材３０の方向に撓み変形することでアッパアウタパネル１０と補強部材３０との間の面間寸法のバラツキを吸収し、締結によるアッパアウタパネル１０の意匠面１０ａの変形を抑制できる。

次に、図５を参照しながら、他の実施形態について説明する。図５は、図１、図２Ａに示すＢ−Ｂの断面図であり、補強部材３０にアッパアウタパネル１０をボルト３８で締結する構造を示している。先に、図１〜４を参照して説明した実施形態と同様の部分には、同様の符号を付して説明は省略する。

図５に示すように、補強部材３０は、図２Ｂを参照して説明したアーム３１と同様の構造で、穴３２のインナパネル２０の側にボルト３８がねじ込まれるナット３４が固定されているアーム３３を備えている。

先に図４を参照して説明したのと同様、最初、アッパアウタパネル１０の薄肉部１１と、補強部材３０のアーム３３との間にはクリアランスが空いている。ボルト３８とナット３４とでアッパアウタパネル１０の薄肉部１１と補強部材３０のアーム３３とを締め付けると、アーム３３と薄肉部１１とが変形し、このクリアランスを吸収してアッパアウタパネル１０の薄肉部１１とアーム３３とがボルト３８、ナット３４で締結される。薄肉部１１の変形は、アッパアウタパネル１０の意匠面１０ａに影響を与えないので、アッパアウタパネル１０の意匠面１０ａの変形を抑制しつつ、樹脂スポイラ４０を補強部材３０にボルト３５、ナット３４で締結することができる。

図５に示すように、バックドアガラス５０の上辺は、アッパアウタパネル１０の上にウレタン５１を介して固定されている。アッパアウタパネル１０と補強部材３０とをボルト３８、ナット３４で締結することにより、バックドアガラス５０の取り付け部の剛性を上げることができるので、バックドアガラス５０の振動を抑制して車内にこもり音が発生することを抑制できる。

以上説明したように、本実施形態の樹脂バックドア１００は、アッパアウタパネル１０の意匠面１０ａの変形を抑制しつつ、アッパアウタパネル１０と補強部材３０とをボルト３８、ナット３４で締結して樹脂バックドア１００の剛性を向上させて樹脂バックドア１００の振動を抑制することができる。

１０アッパアウタパネル、１０ａ意匠面、１１薄肉部、１１ａ一般部、１２，３７接着剤、１５ロアアウタパネル、１８中空空間、２０インナパネル、３０補強部材、３０ａ平板部、３０ｂ延伸部、３０ｃ固定部、３１，３３アーム、３１ａ，３１ｂ曲げ部分、３１ｃ延伸部分、３２穴、３４ナット、３５，３８ボルト、３６スペーサ、４０樹脂スポイラ、４２本体、４３ナット保持部、５０バックドアガラス、５１ウレタン、６０ルーフパネル、１００樹脂バックドア。

Claims

樹脂製のインナパネルと、樹脂製のアウタパネルと、前記インナパネルと前記アウタパネルとで形成される中空空間に配置され、前記インナパネルに固定される金属製の補強部材と、を含み、前記アウタパネルと前記補強部材とが締結部材で締結されている樹脂バックドアであって、
前記補強部材は、前記アウタパネルの内面に沿って延びる平板部を有し、
前記補強部材の締結部は、前記平板部から前記アウタパネルの方向に折れ曲がって伸びるアームであり、
前記アウタパネルの締結部は、締結部以外に比べて板厚が薄い薄肉部となっていること、
を特徴とする樹脂バックドア。
請求項１に記載の樹脂バックドアであって、
車両上下方向上端部で前記アウタパネルと前記補強部材とに締結部材で共締め締結されている樹脂製のスポイラを有すること、
を特徴とする樹脂バックドア。