JP3582077B2 - 自動車の開閉体構造 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車の開閉体構造に関し、特に部品点数を削減して軽量化しつつ剛性・強度を高めたものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車には、通常サイドフロントドアとサイドリヤドアが設けられ、トランクルームを開閉するトランクリッドも設けられている。ハッチバック型自動車の場合には、トランクリッドに代えてリヤゲート（或いはバックドア）が設けられる。前記ドア類やリヤゲート等を自動車の開口を開閉する開閉体と称する場合もある。
【０００３】
従来のリヤゲート等のウインドガラスを固定した構造の開閉体は、アウタパネルとインナパネルとからなる閉断面構造の開閉体本体と、この開閉体本体から一体的に枠状に張り出すほぼ門形枠状のウインドフレームと、このウインドフレームと開閉体本体とに固定されたウインドガラスなどで構成されている。
前記ウインドフレームは、開閉体本体から一体的に延びる枠状のアウタパネルとインナパネルとを溶接接合した２重構造である。但し、細いパイプ状のウインドフレームに構成されることが多いが、非パイプ状に構成されることもある。
【０００４】
一方、特開平８−３３７１８２号、特開平９−１５０７５２号、特開平１０−９５３６４号、特開平１０−９５３６５号、特開平９−３０３４５号、特開平１０−１３８９５０号、特開平８−１９２２３８号等には、ハイドロフォーム加工により閉断面フレームを成形し、その閉断面フレームで車体フレームを構成する技術が記載されている。ハイドロフォーム加工は、図５に示すように、鋼や軽金属等のパイプ素材５０を上型５１と下型５２とから成る成形型５３内に収容し流体圧により拡張成形して閉断面フレーム５４を成形する技術である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来のウインドガラスを固定的に取付ける開閉体の構造では、そのウインドフレームがアウタパネルとインナパネルとを溶接接合した２重構造であり、それら両パネルを溶接接合する為には接合フランジ等も必要であり、ほぼ門形枠状のウインドフレームを構成するにはプレス成形された複数の板状部材（アウタ、インナのパネル部材）を組み合わせて接合することになるから、ウインドフレームの部品点数が多く、構造が複雑化し、製作費が高価になる。
【０００６】
特に大形のウインドガラスを装備する開閉体では、ウインドフレームの剛性・強度を十分に高める必要があるが、従来の構造のウインドフレームにより剛性・強度を十分に高めようとすると、ウインドフレームが大形化し、ウインドガラスの光透過領域を広く確保する面でも不利である。
しかも、従来の開閉体の開閉体本体の剛性・強度を確保する為に、アウタパネルの内面にプレス成形した板部材からなる複数の補強部材を溶接することが多いが、これら補強部材はウインドフレームとは別部材であるから、部品点数が多くなり、構造が複雑化し、製作費が高くなり易い。
【０００７】
本発明の目的は、部品点数を削減して開閉体の軽量化を図りつつ開閉体の剛性強度を高めることができる自動車の開閉体構造を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の自動車の開閉体構造は、車両の開口を開閉自在に覆う開閉体の構造において、前記開閉体は、インナーパネルとアウターパネルとで閉断面状に形成された開閉体本体と、平面視略門形の形状をなし且つ両端部分が開閉体本体に取り付けられたウインドフレームとを備え、前記ウインドフレームは連続的に連なるパイプ状部材から構成され、このパイプ状部材は断面Ｌ字形状に構成され、このパイプ状部材のうちの前記開閉体本体から張り出す部分における前記Ｌ字形状の一辺部の、車外側面にウインドガラスを取付ける為の取付け面が形成されると共に、車内側面に前記開口の周縁に配設されたシール部材と当接するシール面が形成され、前記ウインドフレームの両端部分は、開閉体本体の閉断面内に所定長さ延びて開閉体本体のインナーパネルのＬ形断面部分に沿わせて接合されたことを特徴とするものである。
【０００９】
ウインドフレームが平面視略門形の形状をなしこの門形の両端部分が開閉体本体に取付けられ、このウインドフレームは連続的に連なる断面Ｌ字形状のパイプ状部材から構成されたので、部品点数が少なくなり、構造が簡単化し、剛性・強度を高めることができる。ウインドフレームを構成するパイプ状部材のうち開閉体本体から張り出す部分における前記Ｌ字形状の一辺部の、車外側面にウインドガラスを取付ける為の取付け面が形成されたので、ウインドガラスの取付け構造が簡単化し、その取付け面の形状精度を確保でき、ウインドガラスの組付けが簡単化する。
【００１０】
しかも、前記パイプ状部材は閉断面構造で剛性強度に優れるし、それによりウインドフレームを薄肉化して軽量化することもできる。この平面視略門形の形状をなすウインドフレームの両端部分を開閉体本体に取付けるので、ウインドフレームを開閉体本体に固着する構造が簡単化するうえ、ウインドフレームの両端部分を有効活用して開閉体本体を補強することもできるから、補強部品等を減らして構造を簡単化することができ、全体として、開閉体の剛性・強度を高めることが可能になる。
【００１１】
ウインドフレームを構成するパイプ状部材のうち開閉体本体から張り出す部分における前記Ｌ字形状の一辺部の、車内側面に前記開口の周縁に配設されたシール部材と当接するシール面が形成されたものである。
【００１２】
前記のように、剛性・強度に優れる断面Ｌ字形状のパイプ状部材の車内側面にシール面を形成するため、シール面の形状精度を高めてシール性能を高めることができる。
【００１３】
しかも、前記ウインドフレームの両端部分は、開閉体本体の閉断面内に所定長さ延びて開閉体本体のインナーパネルのＬ形断面部分に沿わせて接合されたものである。従って、ウインドフレームと開閉体本体との接合強度を確保できるし、ウインドフレームの両端部を一般にアウタパネルよりも厚い板部材で構成されて剛性のあるインナパネルに接合するので、ウインドフレームを支持する支持剛性を確保する上で有利である。また、ウインドフレームの両端部を有効活用して開閉体本体を補強することができる。
【００１４】
請求項２の自動車の開閉体構造は、請求項１の発明において、前記開閉体はハッチバック型車のリヤゲートであることを特徴とするものである。 ハッチバック型車のリヤゲートは、比較的大形で開閉する際の負荷も大きくなりがちであるが、この開閉体構造では、開閉体の剛性・強度を高め且つ開閉体を全体的に軽量化できるため、リヤゲートの開閉に要する負荷を大幅に軽減することができる。
【００１５】
請求項３の自動車の開閉体構造は、請求項２の発明において、前記開閉体のウインドガラスと開閉体本体は、平面視にて前後に並べて配置されるものである。そのため、ハッチバック型車でありながら、セダン型車の外観になるように形成することが可能になる。
【００１６】
請求項４の自動車の開閉体構造は、請求項１又は２の発明において、前記ウインドフレームはハイドロフォーム加工により成形された部材であることを特徴とするものである。金属製のパイプ素材を成形型内に収容してパイプ素材の内部に高圧の流体圧を充填するハイドロフォーム加工で成形することにより、パイプ状部材からなるウインドフレームを容易に安価に成形することができる。
しかも、閉断面構造をなすパイプ状部材は薄手のものでも剛性、強度に優れるため、ウインドフレームの剛性・強度、開閉体の剛性・強度を高める上で有利である。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
本実施形態はハッチバック型車のリヤゲートに本発明を適用した場合の一例である。図１に示すように、ハッチバック型車の後部車体構造１においては、車体後部の開口１ａを開閉自在に覆うリヤゲートとしての開閉体２０が設けられ、この開閉体２０の上端部が左右１対のヒンジ機構を介して車体に連結され、この開閉体２０は上下に開閉するにように構成されている。
【００１８】
図１に示すように、開口１ａは、左右のリヤフェンダー２と左右のリヤピラー３の間において、リヤパンバー４の上側からルーフ５の後端にわたる状態に形成され、開口１ａの周縁には図２〜図４に示すように合成ゴム製のシール部材８が取り付けられ、このシール部材８が開閉体２０の内面の外周部のシール面に当接してシールするように構成されている（図２〜図４を参照）。
【００１９】
図１、図２、図４に示すように、左右のリヤピラー３はピラアウタパネル３ａとピラインナパネル３ｂとで閉断面構造に形成され、左右のピラインナパネル３ｂの内面にはリヤトリム６が取り付けられて複数のファスナーで固定されている。ルーフ５は、ルーフアウターパネル５ａと閉断面構造のルーフフレーム５ｂとからなり、ルーフフレーム５ｂの内面にはトリム５ｃが取付けられて複数のファスナーで固定されている。
【００２０】
図１、図３に示すように、開口１ａの後部約１／２部分の左右両側には、車体表面のリヤフェンダー２、リヤインナパネル９とでリヤ側部車体が構成され、リヤインナパネル９の内面にはリヤトリム１０が取り付けられて複数のファスナーで固定されている。車体後端部には、リヤエンドアウタパネルとリヤエンドインナパネルとからなるリヤエンド壁が構成されている。
前記シール部材８は開口１ａの周縁の全周に沿って四角枠状に配設されている。尚、リヤフェンダー２が開閉体２０で覆われる部分には、上方に開口する溝部２ａが形成され、雨水を受けて外部へ排出する構造になっている。
【００２１】
次に、開閉体２０の構造について説明する。
図１に示すように、開口１ａを開閉自在に覆う開閉体２０は、開閉体本体２１とウインドフレーム２２とウインドガラスＧとを有し、開閉体本体２１は開口１ａの後部約１／２部分を覆う構造に構成され、開閉体本体２１から前方へ張り出すウインドフレーム２２の部分とウインドガラスＧは開口１ａの前部約１／２部分を覆う構造に構成されている。
【００２２】
開閉体２０の前部約１／２部分は前傾状に傾斜する構造をなし、開閉体２０の後部約１／２部分は概ね水平状の構造をなし、開閉体本体２１は水平壁部２１ａ、立壁部２１ｂとを含む縦断面ほぼＬ形の閉断面構造になっている。
【００２３】
図１〜図３に示すように、開閉体本体２１は、鋼製のプレス成形されたアウターパネル２３と鋼製のプレス成形されたインナーパネル２４とで閉断面状に形成され、インナーパネル２４の前端縁を除いてインナーパネル２４の外周部の内面には、シール部材８に当接する当接面２４ａが段付き状に形成されている。
ウインドフレーム２２は１本の連続したパイプ状部材２５で構成され、このウインドフレーム２２は平面視略門形の形状をなし、その後端側の所定長さ部分をなす両端部分２２ｃは、開閉体本体２１の両パネル２３，２４で構成される閉断面内へ挿入されてインナーパネル２４のＬ形断面部分の外面に沿わせて複数個所において溶接接合されている。
【００２４】
図１、図３に示すように、ウインドフレーム２２は、通称「ハイドロフォーム」又は「ハイドロフォーム加工」と称する加工方法により成形されるものであり、連続的に連なるパイプ素材から構成され、ウインドフレーム２２は、断面Ｌ形のパイプ状部材２５に構成される。
【００２５】
図１、図２、図４に示すように、ウインドフレーム２２のうち、開閉体本体２１から前方へ張り出す部分（つまり、前側約２／３部分）における前記Ｌ字形状の一辺部の上面（車外側面）には、ウインドガラスＧを取り付ける為の取付け面２２ａが形成され、この取付け面２２ａに接着剤２６を介してウインドガラスＧが固定されている。尚、接着剤２６の両側には接着剤２６がはみ出すのを防止する為のダム部材２７が装着されている。ウインドガラスＧの後端部と開閉体本体２１のアウターパネル２３の前端部間にはモール部材２８が装着され、ウインドガラスＧの後端部はアウターパネル２３の前端部の取付け面２３ａに接着剤２９で固着されている。
【００２６】
図２、図４に示すように、ウインドフレーム２２のうち、開閉体本体２１から前方へ張り出す部分における前記Ｌ字形状の一辺部の下面（車内側面）には、シール面２２ｂが形成され、開閉体２０を閉じた状態においてシール面２２ｂがシール部材８に当接して開口１ａから雨水が流入しないようにシールする。ウインドフレーム２２の内面側にはトリム３０，３１が取り付けられ、これらトリム３０，３１は複数のファスナーにより固定されている。
【００２７】
ウインドフレーム２２は、鋼製のパイプ素材をハイドロフォーム加工により成形したパイプ状部材２５であり、それ以外のパネル類は鋼板をプレス成形して製作した部材である。ウインドフレーム２２をハイドロフォーム加工により成形する場合、ハイドロフォーム加工装置の所定の成形型内にパイプ素材を収容し、そのパイプ素材内に高圧の油圧を充填することで成形する。それ故、１本の連続したパイプ素材から以上説明したようなウインドフレーム２２を簡単に安価に成形することができる。
【００２８】
以上説明した開閉体構造によれば、次のような作用、効果が得られる。
ウインドフレーム２２が平面視略門形の形状をなしこの門形の両端部分２２ｃが開閉体本体２１に取付けられ、ウインドフレーム２２は連続的に連なる断面Ｌ字形状のパイプ状部材から構成されたので、部品点数が少なくなり、構造が簡単化し、剛性・強度を高めることができる。ウインドフレーム２２を構成するパイプ状部材のうち開閉体本体２１から張り出す部分における前記Ｌ字形状の一辺部の上面に、ウインドガラスＧを取付ける為の取付け面２２ａが形成されたので、ウインドガラスＧの取付け構造が簡単化し、その取付け面の形状精度を確保でき、ウインドガラスＧの組付けが簡単化する。
【００２９】
しかも、パイプ状部材は閉断面構造で剛性強度に優れるし、それによりウインドフレーム２２を薄肉化して軽量化することもできる。この平面視略門形の形状をなすウインドフレーム２２の両端部分２２ｃを開閉体本体２１に取付けるので、ウインドフレーム２２を開閉体本体２１に固着する構造が簡単化するうえ、ウインドフレーム２２の両端部分２２ｃを有効活用して開閉体本体２１を補強することもできるから、補強部品等を減らして構造を簡単化することができ、全体として開閉体の剛性・強度を高めることが可能になる。
【００３０】
パイプ状部材２５からなるウインドフレーム２２は剛性・強度に優れるため、その形状精度を確保しやすいが、このウインドフレーム２２を構成するパイプ状部材の開閉体本体２１から張り出す部分における前記Ｌ字形状の一辺部の内面にシール面２２ｂを形成するため、シール面２２ｂの形状精度を高めてシール性能を高めることができる。
【００３１】
ウインドフレーム２２の両端部分２２ｃは、開閉体本体２１の閉断面内に所定長さ延びて開閉体本体２１のインナーパネル２４のＬ形断面部分に接合されるため、ウインドフレーム２２と開閉体本体２１との接合強度を確保できるし、ウインドフレーム２２の両端部を一般にアウタパネル２３よりも厚い板部材で構成されて剛性のあるインナパネル２４に接合するので、ウインドフレーム２２を支持する支持剛性を確保する上で有利である。また、ウインドフレーム２２の両端部２２ｃを有効活用して開閉体本体を補強することができる。
【００３２】
開閉体２０はハッチバック型車のリヤゲートであるが、ハッチバック型車のリヤゲートは比較的大形で開閉する際の負荷も大きくなりがちであるが、この開閉体２０では、開閉体２０の剛性・強度を高め且つ開閉体２０を全体的に軽量化できるため、リヤゲートの開閉に要する負荷を大幅に軽減することができる。
開閉体２０のウインドガラスＧと開閉体本体２１は、平面視にて前後に並べて配置されるので、ハッチバック型車でありながら、セダン型車の外観になるように形成することが可能になる。
閉断面構造をなすパイプ状部材は薄手のものでも剛性、強度に優れるため、ウインドフレーム２２の剛性・強度、開閉体２０の剛性・強度を高める上で有利である。
【００３３】
次に、本実施形態を部分的に変更した変更形態について説明する。
１）前記開閉体２０の各部位における剛性、強度の違いに応じて、ウインドフレーム２２を構成するパイプ状部材を、肉厚や材質の異なる複数のパイプ素材を溶接接合して連続化したパイプ素材からハイドロフォーム加工により一体成形し、必要十分な剛性強度を確保するようにしてもよい。
２）本発明の自動車の開閉体構造は、ハッチバック型車のリヤゲートとしての開閉体以外の種々の形式の自動車の開閉体に適用することができる。その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を付加した形態で実施することも可能である。
【００３４】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、ウインドフレームが平面視略門形の形状をなしこの門形の両端部分が開閉体本体に取付けられ、このウインドフレームは連続的に連なる断面Ｌ字形状のパイプ状部材から構成されたので、部品点数が少なくなり、構造が簡単化し、剛性・強度を高めることができる。ウインドフレームを構成するパイプ状部材のうち開閉体本体から張り出す部分における前記Ｌ字形状の一辺部の車外側面に、ウインドガラスを取付ける為の取付け面が形成されたので、ウインドガラスの取付け構造が簡単化し、その取付け面の形状精度を確保でき、ウインドガラスの組付けが簡単化する。
パイプ状部材のうち開閉体本体から張り出す部分における前記Ｌ字形状の一辺部の車内側面にシール面を形成するため、シール面の形状精度を高めてシール性能を高めることができる。
【００３５】
しかも、前記パイプ状部材は断面Ｌ字形状の閉断面構造で剛性強度に優れるし、それによりウインドフレームを薄肉化して軽量化することもできる。この平面視略門形の形状をなすウインドフレームの両端部分を開閉体本体に取付けるので、ウインドフレームを開閉体本体に固着する構造が簡単化するうえ、ウインドフレームの両端部分を有効活用して開閉体本体を補強することもできるから、補強部品等を減らして構造を簡単化することができ、全体として、開閉体の剛性・強度を高めることが可能になる。
【００３６】
【００３７】
そして、前記ウインドフレームの両端部分は、開閉体本体の閉断面内に所定長さ延びて開閉体本体のインナーパネルのＬ形断面部分に沿わせて接合されるため、ウインドフレームと開閉体本体との接合強度を確保できるし、ウインドフレームの両端部を一般にアウタパネルよりも厚い板部材で構成されて剛性のあるインナパネルに接合するので、ウインドフレームを支持する支持剛性を確保する上で有利である。また、ウインドフレームの両端部を有効活用して開閉体本体を補強することができる。
【００３８】
請求項２の発明によれば、前記開閉体はハッチバック型車のリヤゲートであるが、ハッチバック型車のリヤゲートは、比較的大形で開閉する際の負荷も大きくなりがちであるが、この開閉体構造では、開閉体の剛性・強度を高め且つ開閉体を全体的に軽量化できるため、リヤゲートの開閉に要する負荷を大幅に軽減することができる。
【００３９】
請求項３の発明によれば、前記開閉体のウインドガラスと開閉体本体は、平面視にて前後に並べて配置されるので、ハッチバック型車でありながら、セダン型車の外観になるように形成することが可能になる。
【００４０】
請求項４の発明によれば、ウインドフレームはハイドロフォーム加工により成形された部材であるが、金属製のパイプ素材を成形型内に収容してパイプ素材の内部に高圧の流体圧を充填するハイドロフォーム加工で成形することにより、パイプ状部材からなるウインドフレームを容易に安価に成形することができる。
しかも、閉断面構造をなすパイプ状部材は薄手のものでも剛性、強度に優れるため、ウインドフレームの剛性・強度、開閉体の剛性・強度を高める上で有利である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る自動車の車体後部の概略斜視図である。
【図２】図１のII−II線断面図である。
【図３】図１のIII − III線断面図である。
【図４】図１のIV−IV線断面図である。
【図５】（ａ）はハイドロフォームにより成形を行う成形装置の正面図、（ｂ）は成形型のパイプ素材の断面図、（ｃ）は流体圧で拡張成形後の状態における成形型とパイプ素材の断面図である。
【符号の説明】
１ａ 開口
８ シール部材
２０ 開閉体
２１ 開閉体本体
２２ ウインドフレーム
２２ａ 取付け面
２２ｂ シール面
２３ アウターパネル
２４ インナーパネル
２５ パイプ状部材
Ｇ ウインドガラス

Claims (4)

1. 車両の開口を開閉自在に覆う開閉体の構造において、
   前記開閉体は、インナーパネルとアウターパネルとで閉断面状に形成された開閉体本体と、平面視略門形の形状を成し且つ両端部分が開閉体本体に取り付けられたウインドフレームとを備え、
   前記ウインドフレームは連続的に連なるパイプ状部材から構成され、このパイプ状部材は断面Ｌ字形状に構成され、このパイプ状部材のうちの前記開閉体本体から張り出す部分における前記Ｌ字形状の一辺部の、車外側面にウインドガラスを取付ける為の取付け面が形成されると共に、車内側面に前記開口の周縁に配設されたシール部材と当接するシール面が形成され、
   前記ウインドフレームの両端部分は、開閉体本体の閉断面内に所定長さ延びて開閉体本体のインナーパネルのＬ形断面部分に沿わせて接合された、
   ことを特徴とする自動車の開閉体構造。
2. 前記開閉体はハッチバック型車のリヤゲートであることを特徴とする請求項１に記載の自動車の開閉体構造。
3. 前記開閉体のウインドガラスと開閉体本体は、平面視にて前後に並べて配置されることを特徴とする請求項２に記載の自動車の開閉体構造。
4. 前記ウインドフレームはハイドロフォーム加工により成形された部材であることを特徴とする請求項１又は２に記載の自動車の開閉体構造。

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