JP3853695B2 - 車体フレームのヒンジ取り付け部補強構造 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、車体にドア、テールゲート等の開閉体を固定するための車体フレームのヒンジ取り付け部補強構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、車両構造部材の開閉体用のヒンジ取り付け部には補強部材が設けられており、開閉体を支持するための強度剛性を確保している（特開２００１−３１５６６７号公報参照）。
ところで、近年のニーズの多様化により、例えば自動開閉式のドアが採用される等、車両における開閉体のヒンジ取り付け部への負荷は増加する傾向にある。
このようなヒンジ取り付け部を補強する際には、多車種化にも対応できるように、ヒンジ取り付け部周辺の車体構造を既存車体を流用して効果的に補強する必要がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、既存車両をベースとした車両であればヒンジ取り付け部の周辺部品の板厚アップまたは新たな補強部材の追加等が考えられるが、車体重量が増加し、燃費が悪化するという問題がある。特に、近年ワゴンタイプの車両等に採用されつつある自動開閉式のテールゲートにおいては、テールゲート開閉時にヒンジ取り付け部に非常に大きな負荷が加わるため、従来以上にヒンジ取り付け部の補強を行うことが必要となる。
そこでこの発明は、建て付け調整時の工数を従来同等としたままで、重量増加を抑えてヒンジ取り付け部を確実に補強すると共に、汎用性を有する車体フレームのヒンジ取り付け部補強構造を提供するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に記載した発明は、車体フレームのアウタ側部材（例えば実施の形態におけるルーフ２、アッパ部材５ａ及びレインフォース７）と、該アウタ側部材の車内側に設けられるインナ側部材（例えば実施の形態におけるロア部材５ｂ及びリアピラースティフパッチ１１）と、車両の開閉体用として前記アウタ側部材の車外側に取り付けられるヒンジ（例えば実施の形態におけるヒンジ２１Ｌ）と、該ヒンジを介して車外側から前記車体フレームに挿通されるボルト（例えば実施の形態におけるスタッドボルト２２Ｌ）と、前記アウタ側部材とインナ側部材との間に介在され一端側から前記ボルトが挿通される略円筒状のカラー部材（例えば実施の形態におけるカラー部材３０）と、前記インナ側部材に取り付けられ前記カラー部材の他端側を支持するパッチ部材（例えば実施の形態におけるパッチ部材４０）と、を備え、前記ボルトは、異なる呼び径のネジ部を有する段付きボルトであり、基端側に形成される第１ネジ部（例えば実施の形態における第１ネジ部２３）と、先端側に形成され前記第１ネジ部より呼び径が小さい第２ネジ部（例えば実施の形態における第２ネジ部２４）と、を有し、前記カラー部材は、その前記一端側に形成されるアウタ側内壁（例えば実施の形態における内壁３３）の径が、前記第１ネジ部に螺合される第１ナット（例えば実施の形態における第１ナット２５）を収容可能に設定され、前記ヒンジは、前記カラー部材のアウタ側内壁内側の前記第１ナットにより前記アウタ側部材に締結され、前記カラー部材及びパッチ部材は、これらを貫通する前記第２ネジ部に螺合される第２ナット（例えば実施の形態における第２ナット２６）により前記ヒンジ及びアウタ側部材に締結され、前記第１ナットの内径は、前記第２ネジ部の径より大きく設定されることを特徴とする。
このように構成することで、車体フレームのヒンジ取り付け部のアウタ側部材とインナ側部材とをカラー部材及びパッチ部材を介して結合すると共に、カラー部材によりヒンジを直接支持することができるため、ヒンジ取り付け部に入力される負荷を車体フレームに効果的に分散させることが可能となる。
また、開閉体の建て付けを調整する際に、第１ナットにより調整することができるため、建て付け調整を従来通りに行うことが可能となる。
さらに、第１ナットをボルトに装着する際に、ボルトの先端部分を通過させてボルトの基端部分に直接螺合させることが可能となる。
【０００５】
請求項２に記載した発明は、前記カラー部材は、前記一端側に対して他端側が肉厚となっており、前記一端側の端面（例えば実施の形態における上端面３１）に対して他端側の端面（例えば実施の形態における下端面３２）が広く確保されていることを特徴とする。
このように構成することで、第２ナットの座面を広く設けることが可能となる。
【０００６】
請求項３に記載した発明は、前記カラー部材は、その前記他端側に形成されるインナ側内壁と前記アウタ側内壁との間に形成され前記インナ側内壁側になるにしたがって径が小さくなる傾斜部（例えば実施の形態におけるテーパ部３６）を有することを特徴とする。
このように構成することで、このように構成することで、カラー部材にボルトを挿通させる際に、傾斜部によりボルトをスムーズに挿通させると共にインナ側の内壁によりボルトとカラー部材との位置を出すことが可能となる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施形態を自動開閉式テールゲートのヒンジ取り付け部を例に図１〜６に基づいて説明する。
尚、都合上車両左側を主として説明するが、特に記載のない部位については車両右側においても勝手違い対称の構成を有するものとする。また、説明中における前後左右等の向きの記載は車両における向きと同一とする。
【０００８】
図１、図２に示すように、例えばワゴンタイプの車両１において、車両１の後部開口部を開閉するテールゲート２０は、ルーフ２の後縁部のヒンジセンタＣを中心として上下方向に回動可能に支持されている。
また、この車両１のテールゲート２０には、ヒンジセンタＣの近傍に自動開閉ユニット５０が接続され、自動開閉式のテールゲート２０としている。
具体的には、自動開閉ユニット５０はテールゲート２０に連結されるアーム５１を備えており、モータＭ等によりアーム５１を前後方向にストロークさせ、テールゲート２０を押し上げるまたは引き下ろすことによってテールゲート２０の開閉を自動で行うものである。
【０００９】
図３に示すように、ルーフ２の後縁部の車内側には、車幅方向にリアルーフレール５が延設されている。このリアルーフレール５の左右端部には、各々リアピラースティフ１０とサイドルーフレール１５とが接合されており、ルーフ２及びボディサイド３と共に車体フレーム１ａの一部をなしている。
また、ルーフ２の後縁部にはドリップ部１６が形成されており、このドリップ部１６の左右端近傍には、図示しないテールゲート２０を開閉させるためのヒンジ２１の取り付け部８が設けられている。
【００１０】
図中２１はヒンジを示し、このヒンジ２１には例えば２本のスタッドボルト２２，２２が下方に向かって設けられている。ここで、これらスタッドボルト２２，２２は、左右横並びに配置されると共に、前後方向にも位置をずらして設けられている。
取り付け部８の車内側であってリアルーフレール５の内部にはレインフォース７が配設されており、且つ取り付け部８には、ドリップ部１６、リアルーフレール５の後述するアッパ部材５ａ及びレインフォース７を貫通するボルト孔８ａ，，８ａがヒンジ２１の各スタッドボルト２２に対応する位置に設けられている。
そして、ヒンジ２１の取り付け部８のアウタ側部材であるルーフ２及びリアルーフレール５のアッパ部材５ａとレインフォース７とに設けられたボルト孔８ａ，８ａに各スタッドボルト２２，２２を挿通し、車内側からナットを締め付けることによって、ヒンジ２１及び図示しないテールゲート２０が車体フレーム１ａに取り付けられている。
【００１１】
ルーフ２の後縁部近傍であって車内左側には、テールゲート２０の自動開閉ユニット５０が配置されており、この自動開閉ユニット５０の後方にはテールゲート２０を開閉させるためのアーム５１がリアピラースティフ１０等を貫通して設けられている。
そして、左側のヒンジ２１Ｌの取り付け部８Ｌには、ヒンジ２１Ｌがスタッドボルト（ボルト）２２Ｌに第１ナット２５を締め込まれて固定された後に、第２ナット２６によりカラー部材３０及びカラー部材３０を支持するパッチ部材４０が取り付けられ、パッチ部材４０がヒンジ２１Ｌの取り付け部８Ｌのインナ側部材であるリアルーフレール５の後述するロア部材５ｂ及びリアピラースティフパッチ１１に固定されている。これにより、自動開閉ユニット５０によるテールゲート２０の開閉時の負荷を車体フレーム１ａに効果的に分散させるようにしている。
【００１２】
図４に示すように、前記ドリップ部１６はルーフ２の外表部の後縁から下方に向かって比較的深い段差に形成される中段部１６ａと、この中段部１６ａの後縁から下方に向かって比較的浅い段差に形成される下段部１６ｂとを有する略階段状に形成されたものであり、前記中段部１６ａ上にヒンジ２１が取り付けられている。
尚、下段部１６ｂの後縁には、テールゲート２０とのシール用の部材を取り付けるためのフランジ部が形成されている。
【００１３】
閉断面を形成する前記リアルーフレール５は、前後の接合用のフランジ部６ａ，６ｂを境として、上方に膨出成形されるアッパ部材５ａと、下方に膨出成形されるロア部材５ｂとを主要部品として構成されている。
アッパ部材５ａはルーフ２の後縁部の形状に対応して略階段状に形成されており、ドリップ部１６の中段部１６ａ及び下段部１６ｂに車内側から当接して接合されている。尚、アッパ部材５ａの上部は例えばマスチックシーラ等を介してルーフ２の外表部の裏面と接合されている。
また、ロア部材５ｂは緩やかに後傾して形成されており、ヒンジ２１の下方部位には、ルーフ２、アッパ部材５ａ及びレインフォース７をスポット溶接するため、及び第１ナット２５を締め付けるための作業孔１７ａが設けられている。
【００１４】
また、ヒンジ２１の取り付け部８には、リアルーフレール５の閉断面内にフランジ部６ａ，６ｂに渡ってレインフォース７が配設されており、アッパ部材５ａを介して中段部１６ａに当接している。
このレインフォース７は、その前後端がフランジ部６ａ，６ｂに接合されると共に、レインフォース７の左右端から下方に向かって立設される脚部７ａがロア部材５ｂに接合されている（図３参照）。
【００１５】
そして、左側のヒンジ２１Ｌの取り付け部８Ｌの下方には、リアルーフレール５のロア部材５ａを下方から覆うリアピラースティフパッチ１１が設けられている。
このリアピラースティフパッチ１１は、図５に示すように、左側のリアピラースティフ１０の上端部に自動開閉ユニット５０のアーム５１のガイド部５２を挿通させるために形成された開口１０ａ周辺を補強するためのものであり、これを車幅方向内側に延長することにより、リアルーフレール５の左側端部を支持している。
また、リアピラースティフパッチ１１の下部には、ロア部材５ｂの作業孔１７ａに対応するように作業孔１７ｂが設けられている（図４参照）。
【００１６】
ヒンジ２１は、図４に示すように、車体フレーム１ａに取り付けられるベース部２１ａと、テールゲート２０に取り付けられるスイング部２１ｂとを備えており、各々ピン２１ｃにより連結されて回動自在に構成されている。
そして、左側のヒンジ２１Ｌのスタッドボルト２２Ｌは、作業孔１７ａ，１７ｂの下方まで貫通可能な長さを有していると共に、ネジ部の呼び径を異ならせて先端側が細い段付きボルトとされている。
スタッドボルト２２Ｌのネジ部の基端側を第１ネジ部２３、先端側を第２ネジ部２４とすると、第１ネジ部２３にワッシャ２５ａ及び第１ナット２５が装着され、第１ナット２５が締め込まれることで、このヒンジ２１Ｌを介して図示しないテールゲート２０が車体フレーム１ａに取り付けられている。
【００１７】
更に、左側のヒンジ２１Ｌのスタッドボルト２２Ｌには、カラー部材３０及びカラー部材３０を支持するパッチ部材４０が装着されている。
カラー部材３０は、上端面（アッパ部材側端面）３１がワッシャ２５ａに当接し、下端面（ロア部材側端面）３２がパッチ部材４０に当接して支持されている。
【００１８】
カラー部材３０の上端部（アッパ部材側端部）は、その内側に第１ナット２５を収容できるように内径が中央部と比較して大きく形成されており、下端部（ロア部材側端部）は、スタッドボルト２２Ｌとの相対位置を出すために第２ネジ部の径に対応して内径が中央部と比較して小さく形成されている。そして、上端部の内壁３３から下端部の内壁３４に向かって緩やかに縮径するテーパ部（傾斜部）３６が設けられている。
つまり、下端部の内壁３４が上端部の内壁３３に対して縮径して形成され、カラー部材３０の下端部は上端部に対して肉厚となって、下端面３２は広く確保されることとなる。
【００１９】
カラー部材３０の下端面３２には、内壁の周囲に環状のガイド部３７が形成されており、このガイド部３７にパッチ部材４０が嵌合装着されている。
パッチ部材４０は下端面３２に当接し、下方から第２ナット２６が締め込まれることでカラー部材３０を介してヒンジ２１Ｌ、ルーフ２、リアルーフレール５のアッパ部材５ａ及びレインフォース７と結合されると共に、ボルト４３及びナット４４により複数箇所をロア部材５ｂ及びリアピラースティフパッチ１１に結合されている。
【００２０】
ここで、図３に示すように、パッチ部材４０は、カラー部材３０取り付け部位の左右及び前方の３箇所にボルト孔を有する取付部４６を備えており、各取付部４６を頂点部分とする略三角形状に形成されている。
パッチ部材４０の各取付部４６は、ロア部材５ｂ及びリアピラースティフパッチ１１に整合するように、パッチ部材４０の右側の取付部４６は上方に、パッチ部材４０の左側の取付部４６は下方に向かって各々段差部４７を介して変化している。また、パッチ部材４０の前側の取付部４６は上方に向かって傾斜している。
また、パッチ部材４０の外縁部分には補強用のフランジ部４０ａが全周に渡って設けられており、各段差部４７には補強ビード４７ａが各々２箇所ずつ設けられている。
【００２１】
そして、図５に示すように、パッチ部材４０の各取付部４６は、ロア部材５ｂ及びリアピラースティフパッチ１１に各々設けられた作業孔１７ａ，１７ｂを跨ぐように配置されており、各取付部４６をロア部材５ｂ及びリアピラースティフパッチ１１にボルト４３及びナット４４により接合することによって、作業孔１７ａ，１７ｂを覆うように結合されている。
【００２２】
次に、左側のヒンジ２１Ｌを車体フレーム１ａに取り付ける手順の一例をテールゲート２０の取り付け手順に沿って説明する。
先ず、ヒンジ２１Ｌをテールゲート２０に図示しないボルト及びナットにより締結した後に、テールゲート２０と共にヒンジ２１Ｌをルーフ２のドリップ部１６の取り付け部８Ｌに装着する。
そして、取り付け部８Ｌのボルト孔８ａに挿通されたヒンジ２１Ｌのスタッドボルト２２Ｌに車内側の作業孔１７ａ，１７ｂからワッシャ２５ａ及び第１ナット２５を装着し、第１ナット２５を締め込むことでヒンジ２１Ｌをルーフ２、リアルーフレール５のアッパ部材５ａ及びレインフォース７に固定する。
【００２３】
この時、左側のヒンジ２１Ｌのスタッドボルト２２Ｌは、リアルーフレール５のロア部材５ｂまで貫通するようにネジ部が長く設けられているが、このネジ部は第１ネジ部２３と第２ネジ部２４とで径が異なり、先端側が細い段付きボルトとされている。
従って、第１ナット２５をスタッドボルト２２Ｌに装着する時には、第２ネジ部２４を通過させて第１ネジ部２３に直接螺合させることができ、第２ネジ部２４に第１ナット２５を無駄に螺合させる手間を無くして作業効率を高めている。
【００２４】
次いで、テールゲート２０の建て付け調整を行う。
この時、ヒンジ２１Ｌの車体フレーム１ａへの固定構造は従来の固定構造と同様であるため、特別な建て付け調整等を必要とせず、従来の建て付け調整に対して工数が増加することはない。
【００２５】
そして、建て付け調整終了後に、左側のヒンジ２１Ｌには、テールゲート２０の自動開閉による負荷を分散させるため、車内側からカラー部材３０及びパッチ部材４０が嵌合装着される。
カラー部材３０は、その上端面３１側からスタッドボルト２２Ｌを挿通させ、上端面３１が第１ナット２５の座面、つまりワッシャ２５ａに当接すると共に下端部の内壁３４にスタッドボルト２２Ｌの第２ネジ部２４を挿通させて、スタッドボルト２２Ｌに対する相対位置を出して装着される。
【００２６】
この時、カラー部材３０の内壁には、上端部の内壁３３と下端部の内壁３４との間にテーパ部３６が設けられているため、スタッドボルト２２Ｌ挿通時にカラー部材３０の内壁に引っかかるようなことがなく、スタッドボルト２２Ｌとカラー部材３０との位置出しをスムーズに行うことができる。
【００２７】
そして、パッチ部材４０をカラー部材３０のガイド部３７に嵌合させて、第２ナット２６によりカラー部材３０を介してパッチ部材４０とヒンジ２１Ｌ、ルーフ２、リアルーフレール５のアッパ部材５ａ及びレインフォース７とを結合する。
この時、カラー部材３０の下端面３２、つまり第２ナット２４の座面が広く確保されているため、パッチ部材４０が変形するようなことが無く、第２ナット２６を堅固に締結することができる。
【００２８】
最後に、パッチ部材４０を作業孔１７ａ，１７ｂを塞ぐように装着して、パッチ部材４０をロア部材５ｂ及びリアピラースティフパッチ１１にボルト４３及びナット４４で締結すれば、これらの上方にあるヒンジ２１Ｌはカラー部材３０を介して直接支持された状態で固定されると共に、車体フレーム１ａのアウタ側部材であるルーフ２、リアルーフレール５のアッパ部材５ａ及びレインフォース７と、インナ側部材であるリアルーフレール５のロア部材５ｂ及びリアピラースティフパッチ１１とが、カラー部材３０及びパッチ部材４０を介して結合される。
従って、ヒンジ２１Ｌに入力された負荷をアウタ側部材からインナ側部材へ効果的に分散させることが可能となり、ヒンジ２１Ｌの取り付け部８Ｌを確実に補強することができる。
【００２９】
上記実施形態における車体フレーム１ａのヒンジ取り付け部補強構造によれば、ヒンジ２１Ｌの取り付け部８Ｌのアウタ側部材とインナ側部材とを、つまりルーフ２、リアルーフレール５のアッパ部材５ａ及びレインフォース７と、リアルーフレール５のロア部材５ｂ及びリアピラースティフパッチ１１とをカラー部材３０及びパッチ部材４０を介して結合し、ヒンジ２１Ｌに入力された負荷を効果的に分散させることができるため、車体フレーム１ａのヒンジ２１Ｌの取り付け部８Ｌを確実に補強することができる。
そして、カラー部材３０及びパッチ部材４０をテールゲート２０の組み付け工程で追加するのみで、テールゲートの建て付け調整時の工数を増加させることなく、ヒンジ２１Ｌの取り付け部８Ｌの補強ができるため、車体フレーム１ａの重量増加を抑えた上で既存車への適用を容易に行うことができる。
【００３０】
尚、この発明は上記実施形態に限られるものではなく、例えば、この補強構造は左右のヒンジ取り付け部に均等に適用でき、また自動開閉式ではない通常のテールゲートにおいても適用できることはもちろんである。また、サイドドアのヒンジ取り付け部においても適用可能である。
また、カラー部材３０とパッチ部材４０とを予め一体に構成することで組み付け作業工数を低減することも可能である。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明してきたように、請求項１に記載した発明によれば、ヒンジ取り付け部に入力される負荷を車体フレームに効果的に分散させることが可能となるため、車体フレームのヒンジ取り付け部を確実に補強できる効果がある。
また、カラー部材及びパッチ部材を追加するのみで、建て付け調整時の工数を増加させることなくヒンジ取り付け部を補強できるため、車体フレームの重量増加を抑えた上で、既存車への適用を容易に行うことができると共に、サイドドア等のヒンジ取り付け部においても容易に適用することができる。
さらに、第１ナットをボルトの先端部分を通過させてボルトの基端部分に直接螺合させることが可能となるため、無駄な螺合の手間を無くして作業性を高めることができる。
【００３２】
請求項２に記載した発明によれば、請求項１に記載の効果に加え、第２ナットの座面を広く設けることが可能となるため、第２ナットの締結力を広面積で受けて堅固に締結することができる。
【００３３】
請求項３に記載した発明によれば、請求項１，２に記載の効果に加え、傾斜部によりボルトをスムーズに挿通させると共にインナ側の内壁によりボルトとカラー部材との位置を出すことが可能となるため、ヒンジ組み付け作業が容易になり作業効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態の車両の側面説明図である。
【図２】 テールゲートのヒンジセンタ付近の側面説明図である。
【図３】 ヒンジ取り付け部の斜視説明図である。
【図４】 図３のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図５】 ヒンジ取り付け部の上面説明図である。
【符号の説明】
１ａ 車体フレーム
２ ルーフ（アウタ側部材）
５ リアルーフレール
５ａ アッパ部材（アウタ側部材）
５ｂ ロア部材（インナ側部材）
７ レインフォース（アウタ側部材）
８Ｌ 取り付け部
１１ リアピラースティフパッチ（インナ側部材）
２０ テールゲート
２１Ｌ ヒンジ
２２Ｌ スタッドボルト（ボルト）
２３ 第１ネジ部
２４ 第２ネジ部
２５ 第１ナット
２６ 第２ナット
３０ カラー部材
３６ テーパ部（傾斜部）
４０ パッチ部材

Claims (3)

1. 車体フレームのアウタ側部材と、該アウタ側部材の車内側に設けられるインナ側部材と、車両の開閉体用として前記アウタ側部材の車外側に取り付けられるヒンジと、該ヒンジを介して車外側から前記車体フレームに挿通されるボルトと、前記アウタ側部材とインナ側部材との間に介在され一端側から前記ボルトが挿通される略円筒状のカラー部材と、前記インナ側部材に取り付けられ前記カラー部材の他端側を支持するパッチ部材と、を備え、
   前記ボルトは、異なる呼び径のネジ部を有する段付きボルトであり、基端側に形成される第１ネジ部と、先端側に形成され前記第１ネジ部より呼び径が小さい第２ネジ部と、を有し、
   前記カラー部材は、その前記一端側に形成されるアウタ側内壁の径が、前記第１ネジ部に螺合される第１ナットを収容可能に設定され、
   前記ヒンジは、前記カラー部材のアウタ側内壁内側の前記第１ナットにより前記アウタ側部材に締結され、
   前記カラー部材及びパッチ部材は、これらを貫通する前記第２ネジ部に螺合される第２ナットにより前記ヒンジ及びアウタ側部材に締結され、
   前記第１ナットの内径は、前記第２ネジ部の径より大きく設定されることを特徴とする車体フレームのヒンジ取り付け部補強構造。
2. 前記カラー部材は、前記一端側に対して他端側が肉厚となっており、前記一端側の端面に対して他端側の端面が広く確保されていることを特徴とする請求項１記載の車体フレームのヒンジ取り付け部補強構造。
3. 前記カラー部材は、その前記他端側に形成されるインナ側内壁と前記アウタ側内壁との間に形成され前記インナ側内壁側になるにしたがって径が小さくなる傾斜部を有することを特徴とする請求項１または請求項２記載の車体フレームのヒンジ取り付け部補強構造。

Images