JP2023054966A - 補強構造体、補強部材の組み合わせ及びバックドア - Google Patents

Abstract

【課題】インナーパネルとアウターパネルの間かつバックドアの外周に配置され、バックドアの剛性を向上可能な補強構造体の提供。【解決手段】金属及び、樹脂と繊維との複合材料の少なくとも一方を含む枠状部を備え、前記枠状部は、平面視にて一部が開口した開口部を有し、インナーパネルとアウターパネルの間かつバックドアの外周に配置されることでバックドアを補強するための補強構造体。【選択図】図１

Description

本開示は、補強構造体、補強部材の組み合わせ及びバックドアに関する。

近年、自動車の燃費向上、環境負荷低減等を目的として、自動車部品の軽量化が求められている。この要求に応えるため、部品の材質を金属から樹脂に変更する例が増えてきている。例えば、自動車の後部に設置されるバックドア等の部材に関しても、樹脂化が広まっている。一方、樹脂は鋼板に比べて剛性が低いため、剛性が低いことによる変形等を抑制する技術が求められている。

例えば、特許文献１では、インナーパネルとアウターパネルとの間に金属製のヒンジレインフォースメントを配置することでバックドアの剛性を確保可能なバックドアの補強構造が開示されている。

特開２０１１－１３６６０６号公報

特許文献１に記載のバックドアの補強構造では、ヒンジレ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ているが、インナーパネルの窓枠部の両側面以外にインフォースメントが配置されておらず、バックドアの剛性に改善の余地がある。

本開示は上記事情に鑑み、インナーパネルとアウターパネルの間かつバックドアの外周に配置され、バックドアの剛性を向上可能な補強構造体、この補強構造体を作製可能な補強部材の組み合わせ及びこの補強構造体を備えるバックドアを提供することを目的とする。

上記課題を解決するための手段には、以下の実施態様が含まれる。
＜１＞ 金属及び、樹脂と繊維との複合材料の少なくとも一方を含む枠状部を備え、
前記枠状部は、平面視にて一部が開口した開口部を有し、インナーパネルとアウターパネルの間かつバックドアの外周に配置されることでバックドアを補強するための補強構造体。
＜２＞ 前記枠状部の少なくとも一部にて、前記枠状部の長手方向と直交する断面の形状が中空形状又は凹形状を有する＜１＞に記載の補強構造体。
＜３＞ 前記枠状部が前記金属を含む場合、前記金属は、鉄、アルミニウム及びこれらの合金からなる群より選択される少なくとも１種を含み、前記枠状部が前記複合材料を含む場合、前記複合材料は、シートモールディングコンパウンド（ＳＭＣ）を含む＜１＞又は＜２＞に記載の補強構造体。
＜４＞ 前記バックドアの外周に配置された際、前記開口部が前記バックドアの上部側に位置する＜１＞～＜３＞のいずれか１つに記載の補強構造体。
＜５＞ 金属及び、樹脂と繊維との複合材料の少なくとも一方を含む複数の補強部材を含み、
前記複数の補強部材を連結することで＜１＞～＜４＞のいずれか１つに記載の補強構造体を製造するための補強部材の組み合わせ。
＜６＞ インナーパネルと、
アウターパネルと、
前記インナーパネルと前記アウターパネルとの間に配置された＜１＞～＜４＞のいずれか１つに記載の補強構造体と、
を備えるバックドア。

本開示によれば、インナーパネルとアウターパネルの間かつバックドアの外周に配置され、バックドアの剛性を向上可能な補強構造体、この補強構造体を作製可能な補強部材の組み合わせ及びこの補強構造体を備えるバックドアが提供される。

本開示のバックドアの概略構成を示す平面図である。 図１のＡ－Ａ線断面図である。 本開示の変形例１に係る補強構造体を示す断面図である。 本開示の変形例２に係る補強構造体を示す断面図である。 本開示の変形例３に係る補強構造体がインナーパネルに締結されている構成を示す断面図である。 本開示の変形例４に係る補強構造体がインナーパネルに締結されている構成を示す断面図である。 本開示の変形例５に係る補強構造体がブラケットに締結されている構成を示す断面図である。 実施例２のバックドアの概略構成を示す平面図である。 実施例１、実施例２及び比較例１に係るバックドアの建付け剛性の解析結果を示すグラフである。 実施例１、実施例２及び比較例１に係るバックドアの横剛性の解析結果を示すグラフである。 実施例１、実施例２及び比較例１に係るバックドアの捻り剛性の解析結果を示すグラフである。 比較例１のバックドアの概略構成を示す平面図である。

以下、本開示を実施するための形態について詳細に説明する。但し、本開示は以下の実施形態に限定されるものではない。以下の実施形態において、その構成要素（要素ステップ等も含む）は、特に明示した場合を除き、必須ではない。数値及びその範囲についても同様であり、本開示を制限するものではない。

本開示において「工程」との語には、他の工程から独立した工程に加え、他の工程と明確に区別できない場合であってもその工程の目的が達成されれば、当該工程も含まれる。
本開示において「～」を用いて示された数値範囲には、「～」の前後に記載される数値がそれぞれ最小値及び最大値として含まれる。
本開示中に段階的に記載されている数値範囲において、一つの数値範囲で記載された上限値又は下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。また、本開示中に記載されている数値範囲において、その数値範囲の上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。
本開示において各成分は該当する物質を複数種含んでいてもよい。組成物中に各成分に該当する物質が複数種存在する場合、各成分の含有率は、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数種の物質の合計の含有率を意味する。
本開示において「層」との語には、当該層が存在する領域を観察したときに、当該領域の全体に形成されている場合に加え、当該領域の一部にのみ形成されている場合も含まれる。
本開示において実施形態を図面を参照して説明する場合、当該実施形態の構成は図面に示された構成に限定されない。また、各図における部材の大きさは概念的なものであり、部材間の大きさの相対的な関係はこれに限定されない。

［補強構造体］
本開示の補強構造体は、金属及び、樹脂と繊維との複合材料の少なくとも一方を含む枠状部を備え、前記枠状部は、平面視にて一部が開口した開口部を有し、インナーパネルとアウターパネルの間かつバックドアの外周に配置されることでバックドアを補強するための構造体である。本開示の補強構造体は、前述の枠状部を備え、バックドアの外周に配置されることでバックドアの剛性を向上可能である。

補強構造体を構成する枠状部は、インナーパネルとアウターパネルの間かつバックドアの外周に配置され、バックドアの補強に寄与する。特に、インナーパネル及びアウターパネルが樹脂製である場合に、本開示の補強構造体を用いることでバックドアの剛性を好適に向上させることができる。

本開示の補強構造体がバックドアに配置される際、インナーパネルの窓枠部の周囲に枠状部が位置することが好ましく、インナーパネルの窓枠部上部以外の窓枠部の周囲を囲むように枠状部が位置することがより好ましい。

枠状部は、バックドアの外周に沿って配置可能な形状であることが好ましく、例えば、平面視にてインナーパネルの外周に沿った形状を有することが好ましい。枠状部の形状は、例えば、平面視にて、四角形状、台形状等の多角形状、円状、楕円状などであってもよい。また、枠状部が平面視にて多角形状である場合、角の部分は丸みを尖っていてもよく、帯びていてもよい。例えば、後述する図１に示すように、補強構造体１は平面視にてインナーパネル４の外周に沿った形状を有し、補強構造体１を構成する枠状部の形状は、平面視にて四角形状又は台形状であることが好ましい。

枠状部の幅は、バックドアの剛性及びバックドアの軽量化の観点から、１０ｍｍ～１１０ｍｍであることが好ましく、１５ｍｍ～８０ｍｍであることがより好ましく、１５ｍｍ～４０ｍｍであることがさらに好ましい。

枠状部の幅と直交する枠状部の高さは、バックドアの剛性及びバックドアの軽量化の観点から、１０ｍｍ～１１０ｍｍであることが好ましく、１５ｍｍ～８０ｍｍであることがより好ましく、１５ｍｍ～４０ｍｍであることがさらに好ましい。

枠状部の幅に対する枠状部の高さの比率である枠状部の高さ／枠状部の幅は、特に限定されず、例えば、０．２～２であってもよく、０．５～１．５であってもよい。

枠状部の長手方向と直交する断面の形状は特に限定されない。バックドアの軽量化の観点から、枠状部の少なくとも一部での前述の断面形状は、中空形状又は凹形状を有することが好ましい。

枠状部の長手方向と直交する断面の形状について、枠状部全体にてその断面形状が中空形状又は凹形状を有していてもよく、枠状部の一部にてその断面形状が中空形状又は凹形状を有していてもよい。枠状部の一部にてその断面形状が中空形状又は凹形状を有する場合、枠状部のその他の部分にてその断面形状が中空形状及び凹形状以外の形状、例えば、中実形状等のその他の形状を有していてもよい。枠状部の一部にてその断面形状が中空形状又は凹形状を有する場合に、枠状部の長さ方向において、その断面形状は一定の大きさであってもよく、一部縮小、拡大等によって変動してもよく、一部別形状であってもよい。枠状部の一部にてその断面形状が中空形状又は凹形状を有する場合、中空形状又は凹形状の箇所に何らかの部材が充填、配置等されていてもよく、中空形状又は凹形状の箇所がネジ等によってインナーパネル、アウターパネル、ブラケット等の部品などに締結されていてもよい。

枠状部の長手方向と直交する断面の形状が中空形状又は凹形状を有する場合、枠状部の板厚は、０．３ｍｍ～１０ｍｍであることが好ましく、０．５ｍｍ～５ｍｍであることがより好ましく、１ｍｍ～３ｍｍであることがさらに好ましい。

枠状部の長手方向と直交する断面において、その断面積は、バックドアの剛性及びバックドアの軽量化の観点から、５０ｍｍ～１０００ｍｍであることが好ましく、１００ｍｍ^２～７００ｍｍ^２であることがより好ましく、１００ｍｍ^２～４００ｍｍ^２であることがさらに好ましい。
前述の断面積は、枠状部の長手方向と直交する断面における板厚を有する部分の合計面積を意味する。

枠状部の全体の長さに対する開口部の幅の比率は、特に限定されず、バックドアの剛性及びバックドアの軽量化の観点から、０．５～０．９であることが好ましく、０．６～０．８５であることがより好ましく、０．６５～０．８であることがさらに好ましい。

例えば、後述する図２では、Ｗ１が枠状部の幅に相当し、Ｈ１が枠状部の高さに相当し、Ｔ１は枠状部の板厚に相当する。枠状部の幅、枠状部の高さ及び枠状部の板厚等は、枠状部の位置によって変動してもよく、枠状部の位置に関係なく略一定であってもよい。

補強構造体を構成する枠状部は、金属及び、樹脂と繊維との複合材料の少なくとも一方を含む。枠状部は、金属及び複合材料のどちらか一方のみを含んでいてもよく、金属及び複合材料の両方を含んでいてもよい。
枠状部が金属を含む場合、枠状部に含まれる金属は、特に限定されず、鉄、アルミニウム及びこれらの合金（例えば、アルミニウム合金、鉄鋼）からなる群より選択される少なくとも１種であることが好ましく、補強構造体の軽量化の観点から、アルミニウム及びアルミニウム合金からなる群より選択される少なくとも一種であることがより好ましい。
枠状部が樹脂と繊維との複合材料を含む場合、複合材料は、シートモールディングコンパウンド（ＳＭＣ）を含むことが好ましく、ガラス繊維、炭素繊維等の無機繊維を含浸させた飽和ポリエステル樹脂を含むことがより好ましい。

補強構造体を構成する枠状部は、平面視にて一部が開口した開口部を有している。これにより、枠状部の少なくとも一部に繋がっていない箇所が存在することになる。開口部の位置は特に限定されず、例えば、本開示の補強構造体がバックドアの外周に配置された際のバックドアの剛性の観点から、開口部がバックドアの上部側に位置することが好ましい。

［補強部材の組み合わせ］
本開示の補強部材の組み合わせは、金属及び、樹脂と繊維との複合材料の少なくとも一方を含む複数の補強部材を含み、前記複数の補強部材を連結することで前述の本開示の補強構造体を製造するために用いられる。補強部材は、互いに連結することで前述の枠状部を備える補強構造体を作製可能であれば特に限定されない。例えば、複数の補強部材は、複数の長尺状の部材及び複数の屈曲した部材であり、屈曲した部材の一端又は両端に長尺状の部材を連結することで補強構造体を作製してもよい。より具体的には、図１に示すように、屈曲した部材１Ａ、１Ｃ、１Ｅ、１Ｇ及び長尺状の部材１Ｂ、１Ｄ、１Ｆを連結することで補強構造体１を作製してもよい。なお、図１中の点線部は、連結した屈曲した部材及び長尺状の部材の継ぎ目を意味する。

［バックドア］
本開示のバックドアは、インナーパネルと、アウターパネルと、前記インナーパネルと前記アウターパネルとの間に配置された本開示の補強構造体と、を備える。本開示の補強構造体が、バックドアに配置されていることでバックドアの剛性が向上可能となる。

バックドアは、自動車の車体後部に配置されたドアであり、例えば、ヒンジを用いて開閉可能な状態で車体の後部に保持される。
インナーパネルはバックドアの構成のなかで自動車の内装となる部材であり、アウターパネルは、バックドアの構成のなかで自動車の外装となる部材である。例えば、アウターパネルの縁部と、インナーパネルの縁部と、を貼り合わせて一体化されることでバックドアが構成される。

インナーパネル及びアウターパネルの材質は特に限定されない。バックドアの軽量化の観点から、インナーパネル及びアウターパネルは、それぞれ独立に、樹脂を含んでいてもよく、樹脂及び繊維を含んでいてもよい。

インナーパネル及びアウターパネルに含まれ得る樹脂としては、特に限定されず、例えば、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂等のポリオレフィン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、アクリル系樹脂、アクリロニトリル－ブタジエン－スチレン系樹脂（ＡＢＳ樹脂）などの熱可塑性樹脂；エポキシ系樹脂、オキサジン系樹脂、ビスマレイミド系樹脂、フェノール系樹脂、不飽和ポリエステル系樹脂、シリコーン系樹脂等の熱硬化性樹脂；などが挙げられる。コスト及び質量の観点から、ポリオレフィン系樹脂が好ましく、ポリプロピレン系樹脂がより好ましい。
インナーパネル及びアウターパネルに含まれ得る樹脂は、一種であってもよく、二種以上であってもよい。

インナーパネル及びアウターパネルに含まれ得る繊維としては、炭素繊維、ガラス繊維、金属繊維、セラミックス繊維等の無機繊維、アラミド繊維、セルロース繊維等の有機繊維などが挙げられる。強度向上の観点から、これらの中でも無機繊維が好ましく、無機繊維の中でもガラス繊維、炭素繊維、及び金属繊維がより好ましく、ガラス繊維がさらに好ましい。
インナーパネル及びアウターパネルに含まれ得る繊維は、一種であってもよく、二種以上であってもよい。

インナーパネルは、ガラス繊維強化ポリプロピレン系樹脂又はポリプロピレン系樹脂から構成されることが好ましい。アウターパネルは、ポリプロピレン系樹脂、ＡＢＳ樹脂又はポリプロピレン系樹脂及びＡＢＳ樹脂の混合物から構成されることが好ましい。

インナーパネル及びアウターパネルに含まれ得る樹脂は同種であってもよく、異種であってもよい。インナーパネル及びアウターパネルに含まれ得る繊維は同種であってもよく、異種であってもよい。インナーパネル及びアウターパネルの一方（例えば、インナーパネル）に繊維が含まれ、他方（例えば、アウターパネル）に繊維が含まれていなくてもよく、インナーパネル及びアウターパネルの一方（例えば、アウターパネル）に含まれる繊維の含有率は、他方（例えば、インナーパネル）に含まれる繊維の含有率よりも少なくてもよい。
さらに、本開示の補強構造体を用いることでインナーパネルに含まれるガラス繊維の量を減らすことが可能となり、例えば、繊維が含まれていないインナーパネルを本開示のバックドアに適用してもよい。

インナーパネル及びアウターパネルは、それぞれ独立に、樹脂及び繊維以外の成分を含んでいてもよい。樹脂及び繊維以外の成分としては、無機充填材、離型剤、難燃剤、着色剤等が挙げられる。

インナーパネルには、本開示の補強構造体以外の補強部材が配置されていてもよい。例えば、インナーパネルのヒンジ部分、インナーパネルの側部、インナーパネルのロック部等に補強部材が配置されていてもよい。インナーパネルのヒンジ部分に補強部材が配置されている場合、インナーパネルの窓枠部上部の両端に補強部材が配置されていることが好ましい。インナーパネルの側部に補強部材が配置されている場合、インナーパネルの窓枠部下部の両端に補強部材が配置されていることが好ましい。

補強部材の材質としては特に限定されず、補強構造体の項目にて列挙した金属が挙げられる。補強部材の材質が金属である場合、補強部材と本開示の補強構造体とは同じ金属から構成されていてもよく、異なる金属から構成されていてもよい。

本開示のバックドアは本開示の補強構造体を備えることでバックドアの剛性が向上している。そのため、バックドアの剛性を確保しつつ、インナーパネルに配置され得るこれらの補強部材を小型化することができる。

本開示のバックドアでは、インナーパネルのヒンジ部分、インナーパネルの側部及びインナーパネルのロック部の全てに補強部材が配置されている必要はなく、少なくともいずれか１つが配置されていなくてもよい。例えば、インナーパネルの側部に補強部材が配置されていなくてもよい。

インナーパネルに本開示の補強構造体以外の補強部材が配置されている場合、補強部材に本開示の補強構造体の一部が固定されていてもよい。例えば、補強部材に本開示の補強構造体の一部がネジ等によって締結されていてもよい。

本開示のバックドアは、本開示の補強構造体、インナーパネル、アウターパネル及び前述の補強部材以外のその他の部材を備えていてもよい。その他の部材としては、特に限定されず、ヒンジ、ダンパー、ロック機構、窓等が挙げられる。

本開示のバックドアの製造方法は、例えば、インナーパネル、アウターパネル及び本開示の補強構造体を準備する工程と、インナーパネルとアウターパネルの間に本開示の補強構造体を配置した状態でインナーパネルとアウターパネルとを貼り合わせて一体化する工程と、を有する。

インナーパネル及びアウターパネルは、従来公知のバックドアの製造方法に基づいて製造することで準備すればよい。例えば、インナーパネル及びアウターパネルがそれぞれ熱可塑性樹脂を含む場合、金型を用いた成形方法によりインナーパネル及びアウターパネルを製造してもよい。
本開示の補強構造体は、従来公知の金属又は樹脂材料の加工方法によって製造することができる。

インナーパネルとアウターパネルの間に本開示の補強構造体を配置する方法としては、例えば、ネジ等によりインナーパネルに補強構造体を締結する方法、インナーパネルに別途配置された補強部材に補強構造体を締結する方法、ブラケット等の部品に補強構造体を締結することでインナーパネルとアウターパネルの間に補強構造体を配置する方法などが挙げられる。

インナーパネルとアウターパネルとを貼り合わせて一体化する工程では、例えば、インナーパネルの接着面とアウターパネルの接着面とを、接着剤等により接着させる方法、加熱して融着させる方法等により接着させる。接着剤としては、ウレタン系接着剤等が挙げられる。

以下、バックドアの具体例について図面を用いて説明する。本開示のバックドアの構成は以下の図面で示される具体例に限定されず、また、各図面に示される構成については適宜組み合わせてもよい。

図１は、本開示のバックドアの概略構成を示す平面図である。図１に示すように、バックドア１０は、補強構造体１と、ヒンジ部補強部材３Ａ、サイド部補強部材３Ｂ、ロック部補強部材３Ｃ、インナーパネル４及び図示しないアウターパネルを備える。インナーパネル４の中央部上側には、窓を設置するための開口領域及び窓枠部が設けられている。

補強構造体１は、インナーパネル４の周囲に沿ってインナーパネル４の内側に配置され、バックドア１０の上部に開口部２を有する枠状部から構成される部材である。補強構造体１は、ヒンジ部補強部材３Ａ、サイド部補強部材３Ｂ及びロック部補強部材３Ｃにネジによって締結されている。

ヒンジ部補強部材３Ａは、インナーパネル４の窓枠部上部の両端に配置されており、インナーパネルの反り抑制、バックドア１０の剛性等に寄与する。サイド部補強部材３Ｂは、インナーパネル４の窓枠部下部の両端に配置されており、バックドア１０の剛性等に寄与する。ロック部補強部材３Ｃは、インナーパネル４下部のロック部に配置されており、バックドア１０の剛性等に寄与する。

図２は、図１のＡ－Ａ線断面図である。図２に示すように、補強構造体１は、高さ方向において、インナーパネル４とアウターパネル５との間に配置され、インナーパネル４とアウターパネル５とは一体化されている。補強構造体１は、高さ方向と直交する幅方向において、バックドア１０の外部側におけるインナーパネル４とアウターパネル５との接合箇所１と、バックドア１０の内部側におけるインナーパネル４とアウターパネル５との接合箇所２との間に配置されている。補強構造体１は、幅方向において、前記接合箇所１及び前記接合箇所２と距離を開けて配置されている。

補強構造体１を構成する枠状部の長手方向と直交する断面の形状は、中空形状となっている。これにより、補強構造体１の軽量化を図ることができる。Ｗ１が枠状部の幅に相当し、Ｈ１が枠状部の高さに相当し、Ｔ１は枠状部の板厚に相当し、それぞれの好ましい範囲は前述の通りである。

以下、補強構造体の変形例１～５について図３～図７を用いて説明する。図３は、本開示の変形例１に係る補強構造体を示す断面図であり、図４は、本開示の変形例２に係る補強構造体を示す断面図である。

図３では、補強構造体１１を構成する枠状部の長手方向と直交する断面の形状は、凹形状となっている。図４では、補強構造体２１を構成する枠状部の長手方向と直交する断面にて、幅方向の端部がフランジ形状（凹形状の一例）となっている。

図５は、本開示の変形例３に係る補強構造体がインナーパネルに締結されている構成を示す断面図である。図５に示されるように、ネジ孔を有するボス７にネジ６が嵌め込まれることで補強構造体３１がインナーパネル４に締結されている。補強構造体３１の底部には、ネジ６のネジ部が挿通し、ネジ６の頭部が引っ掛かる孔部が設けられており、補強構造体３１の上部にネジ６を締結する作業用の穴が設けられている。

図６は、本開示の変形例４に係る補強構造体がインナーパネルに締結されている構成を示す断面図である。図６に示されるように、補強構造体４１を構成する枠状部の長手方向と直交する断面の形状は、日の字、つまり略Ｂ字状となっている。図６に示されるように、インナーパネル４上に配置されたネジ孔を有するボス７が補強構造体４１の底部を挿通している。補強構造体４１の中央面には、ネジ６のネジ部が挿通し、ネジ６の頭部が引っ掛かる孔部が設けられており、補強構造体４１の中央面を介してボス７にネジ６が嵌め込まれることで補強構造体４１がインナーパネル４に締結されている。

図７は、本開示の変形例５に係る補強構造体がブラケットに締結されている構成を示す断面図である。図７では、補強構造体５１を構成する枠状部の長手方向と直交する断面の形状は中空形状となっており、中空形状の上部にナット１７を挿通した状態で係止する孔部が設けられている。ブラケット１８を挿通した状態でナット１７にネジ１６が嵌め込まれることで補強構造体５１がブラケット１８に締結されている。補強構造体５１では、中空形状の底部がネジ等によってインナーパネル４に締結されていてもよい。

補強構造体がインナーパネル、補強部材、ブラケット等にネジを用いて締結される際の締結位置、締結箇所の個数等は特に限定されず、バックドアの物理的構成、補強構造体の構成、補強部材の位置等によって適宜調整してもよい。補強構造体がインナーパネル、補強部材、ブラケット等にネジを用いて締結される際、締結位置は、各図に示すような補強構造体の厚さ方向と直交する面（例えば、上部及び底部）に限定されず、補強構造体の側部であってもよい。
枠状部の長手方向と直交する断面の形状が、中空形状、凹形状等を有する場合、中空部分、凹部分等の空間にハーネス等の部材が位置していてもよい。

以下、上記実施形態を実施例により具体的に説明するが、上記実施形態はこれらの実施例に限定されるものではない。

＜実施例１＞
（インナーパネルの準備）
インナーパネル用熱可塑性樹脂としてガラス繊維入りポリプロピレン系樹脂を用い、インナーパネル用金型により、樹脂温度２４０℃、射出圧力１００ＭＰａの条件で、射出成形を行うことで、インナーパネルを得た。
（アウターパネルの準備）
アウターパネル用熱可塑性樹脂としてポリプロピレン系樹脂を用い、アウターパネル用金型により、樹脂温度２４０℃、射出圧力１００ＭＰａの条件で、射出成形を行うことで、アウターパネルを得た。
（補強構造体の準備）
図１に示すような枠状部を有する補強構造体を準備した。補強構造体はアルミニウム製であり、図２に示すように、枠状部の長手方向と直交する断面の形状は中空形状であった。枠状部の幅Ｗ１は３５ｍｍであり、枠状部の高さＨ１は３５ｍｍであり、枠状部の板厚Ｔ１は２ｍｍであり、枠状部の全体長さは約３２００ｍｍであった。

（バックドアの作製）
図１に示すように、インナーパネルの窓枠部上部の両端にヒンジ部補強部材を締結し、インナーパネルの窓枠部下部の両端にサイド部補強部材を締結し、インナーパネル下部にロック部補強部材を締結した。さらに、インナーパネルの周囲に沿ってインナーパネルの内側に補強構造体を配置し、ネジを用いて補強構造体をインナーパネル、ヒンジ部補強部材、サイド部補強部材及びロック部補強部材に締結した。次いで、インナーパネルの接着面とアウターパネルの接着面とをウレタン系接着剤により２５℃で貼り合わせて一体化し、バックドアを得た。

＜実施例２＞
（バックドアの作製）
実施例１と同様にしてインナーパネル及びアウターパネルを準備した。
図８に示すような枠状部を有する補強構造体を準備した。補強構造体はアルミニウム製であり、図３に示すように、枠状部の長手方向と直交する断面の形状は凹形状であった。枠状部の幅Ｗ１は３５ｍｍであり、枠状部の高さＨ１は１７．５ｍｍであり、枠状部の板厚Ｔ１は２ｍｍであり、枠状部の全体長さは約２７９０ｍｍであった。図８に示される実施例２のバックドア２０では、補強構造体１１の枠状部の長さが、図３に示される補強構造体１の枠状部の長さよりも短くなっている。
次に、実施例１で用いた補強構造体の替わりに実施例２にて準備した補強構造体を用いた以外は実施例１と同様にしてバックドアを作製した。

＜比較例１＞
（バックドアの作製）
実施例１と同様にしてインナーパネル及びアウターパネルを準備した。図１２に示すように、インナーパネル１０４の窓枠部上部の両端にヒンジ部補強部材１０３Ａを締結し、インナーパネル１０４の窓枠部下部の両端にサイド部補強部材１０３Ｂを締結し、インナーパネル１０４下部にロック部補強部材１０３Ｃを締結した。次に、ヒンジ部補強部材１０３Ａの下部、サイド部補強部材１０３Ｂ及びロック部補強部材１０３Ｃをワイヤー１０５でつないで補強した。さらに、ヒンジ部補強部材１０３Ａの上部同士をワイヤー１０６でつないで補強した。
実施例１におけるヒンジ部補強部材、サイド部補強部材及びロック部補強部材並びに補強構造体の合計質量と、比較例１におけるヒンジ部補強部材、サイド部補強部材及びロック部補強部材並びにワイヤー１０５、１０６の合計質量の比率とは同程度であった。
実施例２におけるヒンジ部補強部材、サイド部補強部材及びロック部補強部材の合計質量に対する比較例１におけるヒンジ部補強部材１０３Ａ、サイド部補強部材１０３Ｂ及びロック部補強部材１０３Ｃの合計質量の比率（比較例１の補強部材の合計質量／実施例２の補強部材の合計質量）は１．３１であった。
実施例２におけるヒンジ部補強部材、サイド部補強部材及びロック部補強部材並びに補強構造体の合計質量に対する比較例１におけるヒンジ部補強部材、サイド部補強部材及びロック部補強部材並びにワイヤー１０５、１０６の合計質量の比率（比較例１の補強部材等の合計質量／実施例２の補強部材及び補強構造体の合計質量）１．２５であった。

（建付け剛性の解析試験）
実施例１、実施例２におけるバックドア及び比較例１におけるバックドアの建付け剛性の解析を以下の条件で行った。ＣＡＤを用い作製した一体の樹脂バックドアにそれぞれの材質に沿った物性値を与えた。建付け剛性の解析試験の際の樹脂バックドアの材質及び各部材の相対的な位置関係は、実際に作製した実施例１、実施例２及び比較例１におけるバックドアと同様である。樹脂バックドアが車体に組付いた状態を再現する為、ヒンジ部、サイド部、ロック部に拘束を与えた状態で、車体側より樹脂バックドアに加わる荷重を樹脂バックドアに与える。この時の樹脂バックドアの変形状態を評価した。
結果を図９に示す。

（横剛性の解析試験）
実施例１、実施例２におけるバックドア及び比較例１におけるバックドアの横剛性の解析を以下の条件で行った。ＣＡＤを用い作製した一体の樹脂バックドアにそれぞれの材質に沿った物性値を与えた。横剛性の解析試験の際の樹脂バックドアの材質及び各部材の相対的な位置関係は、実際に作製した実施例１、実施例２及び比較例１におけるバックドアと同様である。樹脂バックドアのヒンジ部、サイド部、ロック部に拘束を与えた状態で、サイド部に車体側より与えられる荷重を与え、外周下端から横方向に任意の荷重を与えた。この時の樹脂バックドアの変形状態を評価した。
結果を図１０に示す。

（捻り剛性の解析試験）
実施例１、実施例２におけるバックドア及び比較例１におけるバックドアの建付け剛性の解析を以下の条件で行った。ＣＡＤを用い作製した一体の樹脂バックドアにそれぞれの材質に沿った物性値を与えた。捻り剛性の解析試験の際の樹脂バックドアの材質及び各部材の相対的な位置関係は、実際に作製した実施例１、実施例２及び比較例１におけるバックドアと同様である。樹脂バックドアのヒンジ部、サイド部、ロック部に拘束を与えた状態で、樹脂バックドアの下端の左端に車内側より車外側に荷重を、また下端の右端に車外側より車内側へ任意の荷重をかけた。荷重のかかる方向は偶力になっていれば左右を問わない。この時の樹脂バックドアの左右の変形状態を評価した。
結果を図１１に示す。

図９に示すように、実施例１では、比較例１よりも左側（ＬＨ）及び右側（ＲＨ）での面差の値が特に小さく、バックドアのサイド部における剛性に優れていた。さらに、図１０及び図１１に示すように、実施例１では、比較例１よりも横剛性の解析試験及び捻り剛性の解析試験の際の変形量が抑制されていた。
従って、実施例１のバックドアでは、同程度の重さである比較例１のバックドアと比較して、剛性に優れていた。

図９～１１に示すように、実施例２と比較例１とを比較すると、建付け剛性、横剛性及び捻り剛性の各物性にて両者に大きな差はなく、ほぼ同程度であった。従って、実施例２のバックドアでは、比較例１のバックドアよりも軽量化を図りつつ、同程度の剛性を確保することができた。

１、１１、２１、３１、４１、５１ 補強構造体、２ 開口部、３Ａ ヒンジ部補強部材、３Ｂ サイド部補強部材、３Ｃ ロック部補強部材、４ インナーパネル、５ アウターパネル、６、１６ ネジ、７ ボス、１０、２０ バックドア、１７ ナット、１８ ブラケット

Claims (6)

1. 金属及び、樹脂と繊維との複合材料の少なくとも一方を含む枠状部を備え、
   前記枠状部は、平面視にて一部が開口した開口部を有し、インナーパネルとアウターパネルの間かつバックドアの外周に配置されることでバックドアを補強するための補強構造体。
2. 前記枠状部の少なくとも一部にて、前記枠状部の長手方向と直交する断面の形状が中空形状又は凹形状を有する請求項１に記載の補強構造体。
3. 前記枠状部が前記金属を含む場合、前記金属は、鉄、アルミニウム及びこれらの合金からなる群より選択される少なくとも１種を含み、
   前記枠状部が前記複合材料を含む場合、前記複合材料は、シートモールディングコンパウンド（ＳＭＣ）を含む請求項１又は請求項２に記載の補強構造体。
4. 前記バックドアの外周に配置された際、前記開口部が前記バックドアの上部側に位置する請求項１～請求項３のいずれか１項に記載の補強構造体。
5. 金属及び、樹脂と繊維との複合材料の少なくとも一方を含む複数の補強部材を含み、
   前記複数の補強部材を連結することで請求項１～請求項４のいずれか１項に記載の補強構造体を製造するための補強部材の組み合わせ。
6. インナーパネルと、
   アウターパネルと、
   前記インナーパネルと前記アウターパネルとの間に配置された請求項１～請求項４のいずれか１項に記載の補強構造体と、
   を備えるバックドア。

Images