JP2020169026A - 車両用バックドア構造 - Google Patents

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Abstract

【課題】ドアアウタパネルの剛性を高め変形を抑制できる車両用バックドア構造を提供することを目的とする。【解決手段】本発明にかかる車両用バックドア構造100は、窓枠112が形成された車両用バックドア104の外面を構成するドアアウタパネル106と、車両用バックドアの内面を構成するドアインナパネル108とを備える車両用バックドア構造において、車両用バックドア構造はさらに、ドアアウタパネルとドアインナパネルとの間に配置されドアアウタパネルに接合される補強部材110を備え、補強部材は、窓枠の下端140の2つの角部142、144の間に位置していて、ドアアウタパネルのうち窓枠の下側の領域138の車幅方向の長さLbの半分以上にわたる車幅方向寸法Laを有し、窓枠の下端から、領域の上下方向の長さLdの半分以上の上下方向寸法Lcだけ離れた位置まで延びていることを特徴とする。【選択図】図4

Description

本発明は、車両用バックドア構造に関するものである。
自動車などの車両の車両用バックドアには、その内面を構成するインナパネルの所定箇所に補強部材が配置されている(例えば特許文献1)。特許文献1に記載の車両のバックドア構造は、インナパネルの下辺部の車幅方向略中央部に配置された補強部材を備えている。
この車両のバックドア構造では、インナパネルの下辺部のラッチ取付部に設けられたラッチ用開口部の周辺を補強部材によって補強し、補強部材の車幅方向側部に側壁部を設けている。側壁部は、前後方向に延びていてインナパネルとアウタパネルとを連結している。特許文献1では、補強部材の車幅方向側部に側壁部を設けることで、側壁部により剛性を確保できる、としている。
特開2011−148463号公報
しかし特許文献1に記載の技術では、インナパネルを補強しているに過ぎず、アウタパネルの剛性を高めるための対策は何ら講じられていない。特許文献1では、インナパネルを補強する補強部材に設けられた側壁部によってアウタパネルを支えてはいるが、アウタパネルの剛性を高めてベカツキ(変形)を抑制することは困難である。仮にアウタパネルの板厚を厚くして剛性を高めたとしても、板厚が厚くなると重量が増加してしまう。
本発明は、このような課題に鑑み、ドアアウタパネルの剛性を高め変形を抑制できる車両用バックドア構造を提供することを目的としている。
上記課題を解決するために、本発明にかかる車両用バックドア構造の代表的な構成は、窓枠が形成された車両用バックドアの外面を構成するドアアウタパネルと、車両用バックドアの内面を構成するドアインナパネルとを備える車両用バックドア構造において、車両用バックドア構造はさらに、ドアアウタパネルとドアインナパネルとの間に配置されドアアウタパネルに接合される補強部材を備え、補強部材は、窓枠の下端の2つの角部の間に位置していて、ドアアウタパネルのうち窓枠の下側の領域の車幅方向の長さの半分以上にわたる車幅方向寸法を有し、窓枠の下端から、領域の上下方向の長さの半分以上の上下方向寸法だけ離れた位置まで延びていることを特徴とする。
本発明によれば、ドアアウタパネルの剛性を高め変形を抑制できる車両用バックドア構造を提供することができる。
本発明の実施例に係る車両用バックドア構造が適用される車両を概略的に示す図である。 図1の車両用バックドア構造からドアインナパネルを省略した状態を車内側から見た様子を示す図である。 図2の車両用バックドア構造の一部を拡大して示す図である。 図1の車両用バックドア構造を車内側から見た状態を示す図である。 図4の車両用バックドア構造の断面図である。
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
本発明の一実施の形態に係る車両用バックドア構造は、窓枠が形成された車両用バックドアの外面を構成するドアアウタパネルと、車両用バックドアの内面を構成するドアインナパネルとを備える車両用バックドア構造において、車両用バックドア構造はさらに、ドアアウタパネルとドアインナパネルとの間に配置されドアアウタパネルに接合される補強部材を備え、補強部材は、窓枠の下端の2つの角部の間に位置していて、ドアアウタパネルのうち窓枠の下側の領域の車幅方向の長さの半分以上にわたる車幅方向寸法を有し、窓枠の下端から、領域の上下方向の長さの半分以上の上下方向寸法だけ離れた位置まで延びていることを特徴とする。
上記構成によれば、ドアアウタパネルのうち変形し易い範囲に補強部材を配置し接合している。上記範囲としては、窓枠の下端のうち剛性の高い2つの角部の間に位置していて、窓枠の下端の形状がほぼ直線に近い曲線で形成され、曲率が小さく凹凸も存在せず、緩やかな曲面形状を成している範囲を想定している。上記範囲に補強部材を配置することで、ドアアウタパネルの剛性が向上するため、ベカツキ(変形)を抑制できる。またドアアウタパネルの変形を抑制することで、車両用バックドア全体の剛性が向上する。このため、車両用バックドア全体が変形することで発生する車室内の音圧変化に伴う騒音も低減できる。さらに車両用バックドア全体の剛性が向上するため、補強部材の板厚だけでなく、ドアアウタパネル、ドアインナパネルの板厚を削減しても十分な剛性を確保でき、軽量化を図ることができる。
上記のドアインナパネルは、車両用バックドアの閉時に車体に当接する当接部を有し、補強部材は、窓枠の下端でドアアウタパネルとドアインナパネルとに挟まれている上端部と、上端部から連続しドアアウタパネルのうち窓枠の下側の領域に接する中間部と、中間部から連続しドアアウタパネルから離れてドアインナパネルに向かって延びドアインナパネルに固定される下端部であり、その最下端の車両上下方向の高さが当接部の車両上下方向の高さと等しい下端部とを有するとよい。これにより、車両用バックドアの閉時に当接部が車体から衝撃を受けると、当接部が受けた衝撃は、当接部の車両上下方向の高さと同じ位置に設定されている補強部材の下端部の最下端に伝達され易くなる。補強部材の下端部の最下端に伝達された衝撃は、下端部からドアアウタパネルに接する中間部に伝達され、さらにドアアウタパネルとドアインナパネルとで挟まれて固定された剛性の高い上端部まで伝達される。このようにして、補強部材は、上記衝撃を効率的に分散させることができ、車両用バックドアの閉時にドアインナパネルの変形を低減できる。
また補強部材の下端部の最下端が、ドアインナパネルの当接部の車両上下方向の高さまで車両下方に延びているため、ドアインナパネルの剛性を高めることができる。このため、ドアインナパネルに大きな開口を設けることもできる。なおこの開口は、例えば車両用バックドアの内部に配線などの部品を配置する際、外部から部品にアクセスするために用いられる。したがってドアインナパネルに大きな開口を設けることができるため、部品を配置する際の作業性を高め、さらに軽量化も図ることができる。
上記の車両用バックドア構造はさらに、ドアアウタパネルのうち窓枠の上端に設けられワイパーを駆動する駆動部を備え、補強部材はさらに、変曲点のない軌跡に沿って延びる1つ以上のビード部を有するとよい。このように重量物である駆動部は、窓枠の上端に設けられていて、補強部材が配置される窓枠の下側の領域には存在しない。このため、車両用バックドアは、車体に対して開閉を繰り返しても駆動部の重量に起因して車両用バックドアのうち窓枠の下側の領域が変形することがない。これにより、車両用バックドア全体の変形を抑え、車室内の音圧変化に伴う騒音も低減できる。
さらに車両用バックドアのうち窓枠の下側の領域に駆動部が存在しないため、補強部材の形状は、駆動部によって制約を受けず、変曲点(曲げ点)のない軌跡に沿って延びる1つ以上のビード部を形成できる。このようなビード部を補強部材に形成することで、応力集中を回避して、補強部材の剛性を高め変形をより抑制できる。
上記のビード部は、上下方向の直線状の軌跡に沿って延びる複数の第1ビードと、上方から下方に向かって末広がりな形状を描く曲線状の軌跡に沿って延びる複数の第2ビードと、下側に凸の同心の円弧状の軌跡に沿って延びる複数の第3ビードとを有し、第1ビード、第2ビードおよび第3ビードは、ドアアウタパネルに向かって隆起しドアアウタパネルに接しているとよい。これにより、補強部材に入力された荷重は、第1ビード、第2ビードおよび第3ビードの形状に沿った複数の経路に伝達される。このため、応力集中がより生じ難くなり、補強部材の変形を十分に抑制できる。
また、複数の第1ビード、第2ビードおよび第3ビードがドアアウタパネルに接しているため、これらのビードとドアアウタパネルとの接触箇所にシーラーなどを塗布して接合点を適宜設定できる。特に、荷重に対するドアアウタパネルの変形を効果的に抑制できる接触箇所を接合点として設定すれば、ドアアウタパネルの剛性を高めることができる。さらに補強部材は、これらのビード上での接合点の位置や数を容易に変更できる。したがって、補強部材は、接合点の位置や数が異なる仕様にも共通して使用可能であり、部品の共通化を図ることもできる。
図1は、本発明の実施例に係る車両用バックドア構造100が適用される車両102を概略的に示す図である。図中では、車両102の車両後部に設置された車両用バックドア104が閉じている状態で、斜め車両後方から車両102を見た様子を概略的に示している。
車両用バックドア構造100は、車両用バックドア104の外面を構成するドアアウタパネル106と、車両用バックドア104の内面を構成するドアインナパネル108と、補強部材110(図2参照)とを備える。また、ドアアウタパネル106およびドアインナパネル108には窓枠112が形成されている。
ドアインナパネル108には、例えば、図中点線で示すバランサ固定部114、116、当接部118、120およびドアヒンジ122、124が配置されている。バランサ固定部114、116には、車両用バックドア104の開状態を保つためのバランサ126、128の一端126a、128aが取り付けられる。なおバランサ126、128の他端126b、128bは車体130に取付けられている。
当接部118、120は、車両用バックドア104の閉時に車体130に当接する部位である。ドアヒンジ122、124は、窓枠112の上端132に取付けられ、さらに車体130に取付けられる。これにより車体130は、ドアヒンジ122、124を介して車両用バックドア104を開閉自在に支持する。またドアインナパネル108には、ドアヒンジリンフォース134、136(図2参照)が取付けられ、ドアヒンジ122、124の周囲を補強している。
ドアアウタパネル106のうち窓枠112の下側の領域138では、窓枠112の下端140の形状がほぼ直線に近い曲線で形成され、曲率が小さく凹凸も存在せず、緩やかな曲面形状を成している。このため、ドアアウタパネル106の領域138は、車両用バックドア104の開閉が繰り返し行われるなど荷重が入力されると変形し易い範囲を含むことになる。
そこで本実施形態では、ドアアウタパネル106のうち変形し易い範囲に補強部材110を配置し接合することでドアアウタパネル106の剛性を高めて変形を抑制する構成を採用した。
図2は、図1の車両用バックドア構造100からドアインナパネル108を省略した状態を車内側から見た様子を示す図である。ただし図中では、便宜上、ドアインナパネル108に設けられたバランサ固定部114、116、当接部118、120およびドアヒンジ122、124を点線で示している。
車両用バックドア構造100の補強部材110は、ドアアウタパネル106とドアインナパネル108との間に配置され、ドアアウタパネル106のうち変形し易い範囲に重なるようにして接合される。すなわち補強部材110は、車幅方向において、窓枠112の下端140の2つの角部142、144の間に位置し、車幅方向寸法Laを有している。補強部材110の車幅方向寸法Laは、ドアアウタパネル106の領域138の車幅方向の長さLbの半分以上である(すなわち、La>Lb/2)。
角部142、144とは、図2に示すように、窓枠112の左右の縁146、148が描く曲線の終端に位置する。また、窓枠112の下端140の角部142、144よりも車幅方向外側は曲線形状を成し剛性が高くなっているため、補強部材110によって補強する必要はない。
また、角部142、144の間に位置する窓枠112の下端140は、直線状を成し剛性が低いため、窓枠112の下端140を補強する必要がある。そこで、補強部材110は、車両上下方向において、窓枠112の下端140から、上下方向寸法Lcだけ離れた位置まで延びている。補強部材110の上下方向寸法Lcは、領域138の上下方向の長さLdの半分以上である(すなわち、Lc>Ld/2)。ただし、補強部材110は、ドアアウタパネル106の領域138の中央に設けられたハンドル設置用の孔部150を避けるようにして下方に延びている。
また補強部材110は、図示のように上端部152の車両上下方向の高さが、バランサ固定部114、116の車両上下方向の高さと等しくなっている。さらに、補強部材110は、下端部154の最下端156の車両上下方向の高さが、当接部118、120の車両上下方向の高さと等しくなっている。またドアヒンジ122、124の車幅方向の取付箇所は、補強部材110の車幅方向の両端部158、160よりも車幅方向内側に位置している。
車両用バックドア構造100はさらに、ワイパー162(図1参照)を駆動する重量物である駆動部164を備える。駆動部164は、ドアアウタパネル106のうち窓枠112の上端132に設けられていて、補強部材110が配置されるドアアウタパネル106の領域138には存在しない。このため、車両用バックドア104は、車体130に対して開閉を繰り返しても駆動部164の重量に起因した慣性力によってドアアウタパネル106の領域138が変形することがない。
さらに、ドアアウタパネル106の領域138に駆動部164が存在しない。このため、補強部材110の形状は、駆動部164によって制約を受けず、変曲点(曲げ点)のない軌跡に沿って延びるビード部166(図3参照)を形成できる。
図3は、図2の車両用バックドア構造100の一部を拡大して示す図である。補強部材110に形成されたビード部166は、図示のように、一点鎖線で示す複数の第1ビード168a、168b、168c、168dを有する。複数の第1ビード168a〜168dは、上下方向の直線状の軌跡に沿って延びている。また図2に示すドアヒンジ122、124の車幅方向の取付位置は、複数の第1ビード168a〜168dのうち最も車幅方向外側に位置する第1ビード168a、168dよりも車幅方向内側に位置している。
ビード部166はさらに、点線で示す複数の第2ビード170a、170b、170c、170dと、二点鎖線で示す複数の第3ビード172a、172bとを有する。複数の第2ビード170a〜170dは、上方から下方に向かって末広がりな形状を描く曲線状の軌跡に沿って延びている。複数の第3ビード172a、172bは、下側に凸の同心の円弧状の軌跡に沿って延びている。
また第1ビード168a〜168d、第2ビード170a〜170dおよび第3ビード172a、172bは、ドアアウタパネル106に向かって隆起しドアアウタパネル106に接している。このため、ビード部166とドアアウタパネル106との接触箇所にシーラーなどを塗布して接合点を適宜設定できる。特に、荷重に対するドアアウタパネル106の変形を効果的に抑制できる接触箇所を接合点として設定することで、ドアアウタパネル106の剛性を高めることができる。さらに補強部材110は、ビード部166での接合点の位置や数を容易に変更できるため、接合点の位置や数が異なる仕様にも共通して使用可能であり、部品の共通化を図ることもできる。
また補強部材110には、スポット打点174、176、178が形成されている。スポット打点174は、窓枠112の下端140に重なる上端部152に複数(ここでは5つ)形成されている。スポット打点174では、補強部材110、ドアインナパネル108およびドアアウタパネル106の3枚が接合されている。
スポット打点176は、補強部材110の上端部152の両端180、182および下端部154に複数(ここでは8つ)形成されている。スポット打点176では、補強部材110およびドアインナパネル108の2枚が接合されている。
スポット打点178は、窓枠112の下端140寄りの車幅方向中央に複数(ここでは4つ)形成されている。スポット打点178では、補強部材110およびドアアウタパネル106の2枚が接合されている。このように補強部材110は、シーラーなどの塗布によりドアアウタパネル106に接合されるだけでなく、各スポット打点174、176、178によってドアアウタパネル106やドアインナパネル108に接合されている。
図4は、図1の車両用バックドア構造100を車内側から見た状態を示す図である。図中では、図2では省略したドアインナパネル108を示している。ただしドアアウタパネル106に設けられた駆動部164は図示を省略している。図5は、図4の車両用バックドア構造100の断面図である。
図4に示すようにドアインナパネル108の窓枠112の下側の中央には、開口184が設けられている。この開口184は、車両用バックドア104の内部にハーネスなどの部品を配置する際、外部から部品にアクセスするために用いられる。
車両用バックドア構造100では、図5(a)のA−A断面に示すように、窓枠112の上端132でドアヒンジリンフォース134がドアアウタパネル106とドアインナパネル108とに挟まれている。また車両用バックドア構造100では、窓枠112の下端140で補強部材110の上端部152がドアアウタパネル106とドアインナパネル108とに挟まれている。また、補強部材110の上端部152の車両上下方向の高さは、図2に示したようにバランサ固定部114、116の車両上下方向の高さと等しくなっている。補強部材110の上端部152は、図5(b)のB−B断面に示す車幅方向中央においてもドアアウタパネル106とドアインナパネル108とに挟まれていて剛性が高くなっている。
さらに補強部材110は、図5(a)に示すように、上端部152から連続した中間部186がドアアウタパネル106の領域138に接している。補強部材110の下端部154は、中間部186から連続しドアアウタパネル106から離れてドアインナパネル108に向かって延び、ドアインナパネル108に固定される。また、補強部材110の下端部154の最下端156の車両上下方向の高さは、図2に示したように当接部118、120の車両上下方向の高さと等しくなっている。なお補強部材110は、図5(b)のB−B断面に示す車幅方向中央では、ドアアウタパネル106のハンドル設置用の孔部150に至る付近まで中間部186が延びている。
ここで一例として、車両用バックドア104の閉時にドアインナパネル108の当接部118、120が車体130から衝撃を受けた場合について説明する。当接部118、120が受けた衝撃は、当接部118、120の車両上下方向の高さと同じ位置に設定された補強部材110の下端部154に伝達され易い。補強部材110の下端部154に伝達された衝撃は、下端部154からドアアウタパネル106に接する中間部186に伝達される。中間部186に伝達された衝撃は、ドアアウタパネル106とドアインナパネル108とで挟まれて固定された剛性の高い上端部152まで伝達される。
他の例として車両用バックドア104の開閉操作に伴いドアインナパネル108のバランサ固定部114、116が車体130から衝撃を受けた場合について説明する。バランサ固定部114、116が受けた衝撃は、バランサ固定部114、116の車両上下方向の高さと同じ位置に設定された補強部材110の剛性の高い上端部152に伝達され易い。補強部材110の上端部152に伝達された衝撃は、上端部152からドアアウタパネル106に接する中間部186に伝達される。中間部186に伝達された衝撃は、ドアインナパネル108に固定された下端部154まで伝達される。このようにして、補強部材110は、車両用バックドア104が受けた衝撃を効率的に分散させることができ、車両用バックドア104の変形を低減できる。
さらに補強部材110に入力された荷重は、図3に示すように変曲点のない軌跡に沿って延びる複数の第1ビード168a〜168d、第2ビード170a〜170dおよび第3ビード172a、172bの形状に沿った複数の経路に伝達され分散される。このように、補強部材110にビード部166を形成することで、応力集中が生じ難くなり、補強部材110の剛性を高め変形を十分に抑制できる。
また補強部材110の下端部154の最下端156が、ドアインナパネル108の当接部118、120の車両上下方向の高さまで車両下方に延びているため、ドアインナパネル108の剛性を高めることができる。このため、ドアインナパネル108に図4に示す比較的大きな開口184を設定できる。よって、車両用バックドア104の内部にハーネスなどの部品を配置する際の作業性を高め、さらに軽量化も図ることができる。またハーネスを固定する箇所を補強部材110に適宜設定し、作業性をさらに高めるようにしてもよい。
本実施形態の車両用バックドア構造100によれば、ドアアウタパネル106のうち変形し易い範囲に補強部材110を配置し接合しているため、ドアアウタパネル106の剛性が向上し、変形を抑制できる。またドアアウタパネル106の変形を抑制することで、車両用バックドア104全体の剛性が向上し、車両用バックドア104全体が変形することも抑制できる。そのため、車両用バックドア104が変形することで発生する車室内の音圧変化に伴う騒音も低減できる。また、車両用バックドア104全体の剛性が向上するため、補強部材110の板厚だけでなく、ドアアウタパネル106、ドアインナパネル108の板厚を削減しても十分な剛性を確保でき、軽量化を図ることができる。
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
本発明は、車両用バックドア構造に利用することができる。
100…車両用バックドア構造、102…車両、104…車両用バックドア、106…ドアアウタパネル、108…ドアインナパネル、110…補強部材、112…窓枠、114、116…バランサ固定部、118、120…当接部、122、124…ドアヒンジ、126、128…バランサ、126a、128a…バランサの一端、126b、128b…バランサの他端、130…車体、132…窓枠の上端、134、136…ドアヒンジリンフォース、138…ドアアウタパネルの領域、140…窓枠の下端、142、144…窓枠の角部、146、148…窓枠の縁、150…ハンドル設置用の孔部、152…補強部材の上端部、154…補強部材の下端部、156…補強部材の下端部の最下端、158、160…補強部材の車幅方向の両端部、162…ワイパー、164…駆動部、166…ビード部、168a、168b、168c、168d…第1ビード、170a、170b、170c、170d…第2ビード、172a、172b…第3ビード、174、176、178…スポット打点、180、182…補強部材の上端部の両端、184…ドアインナパネルの開口、186…補強部材の中間部

Claims (4)

  1. 窓枠が形成された車両用バックドアの外面を構成するドアアウタパネルと、該車両用バックドアの内面を構成するドアインナパネルとを備える車両用バックドア構造において、
    当該車両用バックドア構造はさらに、前記ドアアウタパネルとドアインナパネルとの間に配置され該ドアアウタパネルに接合される補強部材を備え、
    前記補強部材は、
    前記窓枠の下端の2つの角部の間に位置していて、前記ドアアウタパネルのうち前記窓枠の下側の領域の車幅方向の長さの半分以上にわたる車幅方向寸法を有し、
    前記窓枠の下端から、前記領域の上下方向の長さの半分以上の上下方向寸法だけ離れた位置まで延びていることを特徴とする車両用バックドア構造。
  2. 前記ドアインナパネルは、前記車両用バックドアの閉時に車体に当接する当接部と、該車両用バックドアの開状態を保つためのバランサの一端が取り付けられるバランサ固定部とを有し、
    前記補強部材は、
    前記窓枠の左右の縁が描く曲線の終端に位置する前記2つの角部と車幅方向の位置が一致する車幅方向の両端部と、
    前記窓枠の下端で前記ドアアウタパネルと前記ドアインナパネルとに挟まれて固定される上端部であり、前記バランサ固定部の車両上下方向の高さと等しい上端部と、
    前記上端部から連続し前記ドアアウタパネルのうち前記窓枠の下側の領域に接する中間部と、
    前記中間部から連続し前記ドアアウタパネルから離れて前記ドアインナパネルに向かって延び該ドアインナパネルに固定される下端部であり、その最下端の車両上下方向の高さが前記当接部の車両上下方向の高さと等しい下端部とを有することを特徴とする請求項1に記載の車両用バックドア構造。
  3. 当該車両用バックドア構造はさらに、前記ドアアウタパネルのうち前記窓枠の上端に設けられワイパーを駆動する駆動部を備え、
    前記補強部材はさらに、変曲点のない軌跡に沿って延びる1つ以上のビード部を有することを特徴とする請求項1または2に記載の車両用バックドア構造。
  4. 前記ビード部は、
    上下方向の直線状の軌跡に沿って延びる複数の第1ビードと、
    上方から下方に向かって末広がりな形状を描く曲線状の軌跡に沿って延びる複数の第2ビードと、
    下側に凸の同心の円弧状の軌跡に沿って延びる複数の第3ビードとを有し、
    前記第1ビード、前記第2ビードおよび前記第3ビードは、前記ドアアウタパネルに向かって隆起し前記ドアアウタパネルに接していることを特徴とする請求項3に記載の車両用バックドア構造。
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