JP5769005B2 - 自動車用バックドア - Google Patents

Description

本発明は、自動車用バックドアに関する。

近年、自動車の燃費向上、環境負荷低減を目的として、自動車部品の軽量化が求められている。部品の構造材を金属から樹脂に変更し、軽量化を図る例が増えてきている。バックドア部材に関しても樹脂化が始まっている。強度確保のため、樹脂製バックドアは、ガラス入りマットをプレス方式で成形することが知られており（例えば特許文献１参照）、また、長繊維含有熱可塑性樹脂を用い射出成形によりバックドアを成形する方法が開示されている（特許文献２参照）。

自動車用バックドアにおける樹脂製インナーパネルの利点は、鋼板品と比べると比剛性が高い（曲げ剛性にしたとき鋼板品に比べて軽い）こと、鋼板品では板金しにくい複雑形状を比較的容易に形成できること、製品コストは高いが金型代が安価であるため、少量生産品に向いていること等がある。

樹脂製バックドアは、一般的に、上部に設置されるヒンジと、下部中央に設定されるロックにて車体側へ固定されており、両側にはバックドア開時の保持及び開閉時の操作補助のためのダンパーが設定されている。このダンパーの設定位置と前記ヒンジの取付け位置が離れて設定されているため、ダンパーの力が直接バックドアにかかり、バックドアが変形してしまうおそれがある。つまり、図５に示すように、ダンパー１８との接続部材（スタッドボール１７）の取付け位置とヒンジ１の取付け位置が、樹脂成形体であるインナーパネル２の離れた箇所に設けられるため、バックドアを開放した際にヒンジ及びダンパーからの力が、バックドア自体を介して離れた箇所に作用し、バックドアの剛性が十分でないと、変形するおそれがある。また、前記課題を克服するため、バックドアの全体に金属製の補強部材を取付ける方法があるが、質量増、コストアップを伴う場合もある。又、インナーパネルの材質として鋼板並に剛性の高い材料を使用する方法があるが、この方法では形状の自由度が損なわれるおそれがある。

特開２００１−２０６０６２号公報 特開２００７−３０６００号公報

本発明は、かかる実状に鑑みなされたもので、形状の自由度（意匠性）を高め、ダンパーによるドアの変形を防止するとともに、質量増、コストアップを抑えた、自動車用バックドアを提供しようとするものである。

本発明は以下の通りである。
（１） 樹脂製のインナーパネル及びアウターパネルを備え、前記インナーパネルとアウターパネルを一体化することによりこれらの両者の間に形成される空間部の左右方向端部のインナーパネル内壁に一対の補強金属板を配置し、前記補強金属板が、ダンパー接続用のスタッドボールを取付けるスタッドボール取付け部と、車体側へ延設されるヒンジを固定するヒンジ取付け部とを有すると共に、インナーパネルに設けた下穴に金属リングを設置し、該金属リングを介してヒンジの取付け穴と補強金属板に設けたナット部がボルトで接合され、このボルトとインナーパネルの下穴との間に離間距離を有する自動車用バックドア。
（２） 上記（１）において、補強金属板は、インナーパネルとアウターパネルとの接合面領域であって、外壁が車体側シール部材に当接するインナーパネルの内壁に配置される自動車用バックドア。
（３） 上記（１）又は（２）において、補強金属板が、インナーパネルに形成される鉛直方向平面に設置される自動車用バックドア。
（４） 上記（１）〜（３）の何れかにおいて、インナーパネルに設けた下穴に金属リングを設置し、該金属リングを介してスタッドボールを組付ける自動車用バックドア。
（５） 上記（１）〜（４）の何れかにおいて、補強金属板が、ワイヤの係合部を有する自動車用バックドア。

本発明によれば、意匠性を高め、ダンパーによるドアの変形を防止するとともに、質量増、コストアップを抑えた、自動車用バックドアを提供することが可能となる。

バックドアの外観図である。 本発明のバックドアの構成部品の展開図である。 本発明のバックドアの側面視による模式図である。 本発明のバックドアの内部構造を表した平面視による模式図である。 従来のバックドアの内部構造を表した平面視による模式図である。

本発明の自動車用バックドアは、樹脂製のインナーパネル及びアウターパネルを備え、前記インナーパネルとアウターパネルを一体化することによりこれらの両者の間に形成される空間部の左右方向端部のインナーパネル内壁に一対の補強金属板を配置し、前記補強金属板が、前記空間部より前記インナーパネルを貫通して外側に突出するダンパー嵌合用のスタッドボールを取付けるためのスタッドボール取付け部と、車体側へ延設されるヒンジを固定するヒンジ取付け部とを有している。

本発明のバックドアとは、自動車の車体後部に配置されたドアをいい、自動車の後部に、ヒンジを用いて開閉可能な状態で固定される。インナーパネルとアウターパネルとを貼り合せて一体化することにより構成され、一般的には、ガラス嵌め込み用の開口を有しており、この開口を塞ぐように、アウターパネル側にガラスが備えられる。

アウターパネルとは、バックドアの構成のなかで自動車の外装となる部材をいい、インナーパネルとは、バックドアの構成のなかで自動車の内装となる部材をいう。本発明に用いる樹脂製のインナーパネル及びアウターパネルは、通常、ガラス繊維入りポリプロピレン樹脂材料を使用し、プレス成形により製造されるが、樹脂材料及び成形条件等は特に限定しない。

空間部とは、インナーパネルとアウターパネルを一体化することにより、これらの間に形成される空間である。インナーパネルとアウターパネルは、それぞれ互いに接合するための接合面を有しており、この接合面同士を接合することにより、両者が一体化される。アウターパネルとインナーパネルの接合は、ウレタン系接着剤等で接合することができる。接合面は、インナーパネル及びアウターパネルの主に端部を垂直方向に立ち上げて形成され、その端面が接合面となる。接合面領域とは、平面視において接合面となる領域をいう。空間部の左右方向端部とは、この接合面領域の空間部側、つまりインナーパネルの内壁となる部分をいう。

補強金属板とは、スタッドボールやとヒンジを取付ける箇所のインナーパネルを補強するものである。スタッドボールやヒンジを、ボルト等で固定するための貫通孔が設けられる。この貫通孔は、ボルト等を螺合するためのネジ溝を有するナット部としてもよい。

補強金属板は、ダンパー接続用のスタッドボールを取付けるスタッドボール取付け部と、車体側へ延設されるヒンジを固定するヒンジ取付け部とを有する。これにより、ダンパー接続用のスタッドボール取付け部とヒンジを固定するヒンジ取付け部が一体的に形成された共通の部材に固定される。このため、ダンパーの支持による荷重とヒンジの支持による荷重の両方が、樹脂成形体であるバックドアを介さずに、一体的に形成された一つの部材に対して作用することになる。したがって、樹脂成形体であるバックドアが、ダンパーの支持による荷重とヒンジの支持による荷重によって変形するのを抑制することができる。よって、バックドア全体を補強部材で補強する必要がないので、形状の自由度（意匠性）を高め、質量増、コストアップを抑制することができる。

スタッドボールとは、ダンパーに接続するため金属部品をいい、ダンパーの一端に嵌合する部分を有するボールジョイントが挙げられる。このため、ダンパー嵌合用の金属部品ともいう。例えば、スタッドボールの一端がインナーパネル内壁に配置された補強金属板に取付けられ、他端が空間部からインナーパネルを貫通して外側に突出するように設けられ、外側に突出した他端には、ダンパーの一端に嵌合する部分を有するように配置する。ダンパーは、バックドア開時の保持及び開閉時の操作補助のために用いられる。

ヒンジ取付け部とは、車体側に延設されるヒンジを、インナーパネルに取付けられた補強金属板に取付けるための部分であり、例えば、ボルト等で固定するための貫通孔により形成される。貫通孔は、ボルト等を螺合するためのネジ溝を有するナット部としてもよい。ヒンジとは、バックドアと自動車本体を接合する蝶番である。ヒンジは、一方が、バックドアを取付ける車体後方の左右両端に、他方がインナーパネルに取付けられる。

補強金属板は、インナーパネルとアウターパネルとの接合面領域であって、外壁が車体側シール部材に当接するインナーパネルの内壁に配置されるのが好ましい。車体用シール部材は、バックドアを取付ける車体後方の開口の周囲に設けられ、車体とバックドアのインナーパネルとの隙間をシールするものである。つまり、インナーパネルのなかで外壁がシール部材に当接する箇所は、インナーパネル全体としても左右方向の端部となる領域である。このため、接合領域であって、外壁がシール部材に当接するインナーパネルの内壁は、インナーパネル全体としても左右方向の端部の領域になる。また、車体側のダンパー設定位置は、車体後方の開口の左右両端側になる。このため、補強金属板が、ダンパー設定位置に近い位置のインナーパネルに配置されるとともに、補強金属板に取付けられるヒンジもダンパーに近い位置に配置されることになるため、ダンパー設定位置とヒンジの位置が近くなり、ヒンジ取付け部とダンパー接続用のスタッドボール取付け部を補強金属板に設けるのが容易になるとともに、補強金属板のサイズを小さくすることができるので、バックドア全体としての軽量化を図ることも可能になる。なお、補強金属板の取付け位置は、車体取付け時において、インナーパネルの左右方向端部の上部であるのが望ましい。

インナーパネルに設けた下穴に金属リングを設置し、該金属リングを介してヒンジの取付け穴と補強金属板に設けたナット部がボルトで接合され、このボルトとインナーパネルの下穴との間に離間距離を有するのが望ましい。すなわち、インナーパネルにボルトを通すための下穴を設け、下穴の位置に合わせてインナーパネルの外側に金属リングを設置し、この金属リングを介して、ヒンジ取付け穴と補強金属板に設けたナット部がボルトで接合される。このため、ボルトとインナーパネルとの間に、ヒンジと金属リングの厚み相当の離間距離が存在している。これにより、インナーパネルとヒンジが直接接触することはないので、インナーパネルを保護することができる。

補強金属板が、インナーパネルに形成される鉛直方向平面に設置されるのが望ましい。鉛直方向平面とは、インナーパネルを平面に置いた場合に、垂直方向に立ち上がった平面をいう。例えば、図４に示す接合面領域の内側の内壁２３が相当する。これにより、インナーパネル全体としての左右両端に補強金属板を配置することが容易となり、ダンパー設定位置とヒンジの位置の近くに補強金属板を配置できる。また、ヒンジ、補強金属板、インナーパネル等のそれぞれの部材に、貫通孔を設けることで、ボルトやネジを用いて容易に固定することが可能になる。

インナーパネルに設けた下穴に金属リングを設置し、金属リングを介してスタッドボールを組付けるのが望ましい。すなわち、インナーパネルにスタッドボールを通すための下穴を設け、下穴の位置に合わせてインナーパネルの外側に金属リングを設置し、この金属リングを介してスタッドボールを組付ける。このため、スタッドボールとインナーパネルとの間に、金属リングの厚み相当の離間距離が存在している。これにより、インナーパネルとスタッドボールが直接接触することはないので、インナーパネルを保護することができる。

補強金属板が、ワイヤの係合部を有するのが望ましい。ワイヤの係合部（ワイヤ取付け部）は、後面衝突時の分離防止のためのワイヤーを固定する部位で、バックドアと車体とが絶対に分離しないよう、ヒンジとロック（バックドアを車体側下部へ固定する）を金属もしくはそれ同等の強度のワイヤーで結束するためのものである。

本発明のバックドアは、ヒンジの取付位置を、車体の上部に対応する位置から左右端部に対応する位置に移動することにより、バックドア自体に掛かる力を、車両本体へと掛かるようにしたため、インナーパネル及びアウターパネルの薄肉化が可能となる。また、強度を求められないことから、リブを少なくでき、リブを立てた際のヒケ不良を最小限に抑えることができる。更に、薄肉化により、使用する樹脂量も低減される。

本発明は、本実施形態に限ることなく本発明の要旨を逸脱しない範囲で他の実施形態を各種採用することができる。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明するが、本発明は実施例に限定されない。

図１は、ワゴン車の後部に装着されるバックドア４である。図２はバックドアの構成部品の展開図である。ガラス繊維入りポリプロピレン樹脂材料にて成形されたインナーパネル２の車体側シール部材の接する面２５よりも外側にヒンジ１を設け、インナーパネル２内側に補強金属板３を有し、同一の補強金属板３へダンパー嵌合用の金属部品であるスタッドボール１７をヒンジ１と同様に金属リング２２にて締結する構造である。

図２に示すように、補強金属板３は、ヒンジ取付け部９と、ワイヤ取付け部（ワイヤの係合部）７と、スタッドボール取付け部８を有しており、また、インナーパネル２には、金属リング取付け穴（下穴）６が設けてある。ヒンジ１は、ヒンジアーム１５を有しており、その一端には、ヒンジ取付け穴（貫通孔）１１が設けてあり、他端には車体に固定する固定部５を有している。なお、図２において、破線は、ヒンジ（ヒンジアーム）１と補強金属板３の取り付け位置を示している。そして、ヒンジアームのヒンジ取付け穴（貫通孔）１１と、補強金属板３に設けたナット部がボルト（図示しない）で接合される。

図３に示すように、インナーパネル２とアウターパネルにより空間部１３が形成されており、そして、補強金属板３にはヒンジアーム１５とスタッドボール１７が接合されており、補強金属板３は、前記空間部１３に配置されている。また、スタッドボール１７は、ダンパー１８に嵌合している。また、ヒンジアーム１５は、車体用ヒンジ固定部５を介して、車体１４に固定されている。

図４に示すように、補強金属板３は、外側が車体側シール部材１６に当接する、インナーパネル２とアウターパネル１２との接合面領域２１の内側（内壁２３）に配置されている。そして、ヒンジアーム１５とスタッドボール１７が接合された補強金属板３は、インナーパネル２の左右方向端部の内壁２３に位置している。そのため、ダンパー１８の設定位置とヒンジアーム１５の取付け位置が近く、また一体的に形成された共通の補強金属板３に設けられているため、ダンパー１８の力が直接バックドアにかかることがなく、バックドアが変形することはない。

次に、ヒンジの取付位置を左右方向端部とした本発明のバックドアと、比較例としてヒンジの取付位置を上部とし、金属部材で補強したバックドアとを製造し、その質量及びコストの比較を行った。この比較では、本発明のバックドアの質量が９．８ｋｇであったのに対し、比較例の質量は１３．５ｋｇであった。また、本発明のバックドアのコスト（指標）を１００とすると、比較例のコスト（指標）は１３０であった。このように、本発明のバックドアは、ヒンジの取付位置を、インナーパネルの上部から左右端部に移動することにより、質量増、コスト増を従来の自動車用バックドアに比べて抑えることができる。また、ダンパーによるドアの変形や、リブによるヒケ不良も認められなかった。

１ ヒンジ、２ インナーパネル、３ 補強金属板、４ バックドア、５ 車体用ヒンジ固定部、６ 金属リング取付け穴（下穴）、７ ワイヤ取付け部（ワイヤの係合部）、８ スタッドボール取付け部、９ ヒンジ取付け部、１１ ヒンジ取付け穴（貫通孔）、１２ アウターパネル、１３ 空間部、１４ 車体、１５ ヒンジアーム、１６ （車体側）シール部材、１７ スタッドボール、１８ ダンパー、２０ 窓、２１ （インナーパネルとアウターパネルの）接合面領域、２２ 金属リング、２３ （インナーパネルの）内壁、２４ 自動車または車体、２５ 車体側シール部材の接する面。

Claims (5)

1. 樹脂製のインナーパネル及びアウターパネルを備え、前記インナーパネルとアウターパネルを一体化することによりこれらの両者の間に形成される空間部の左右方向端部のインナーパネル内壁に一対の補強金属板を配置し、前記補強金属板が、ダンパー接続用のスタッドボールを取付けるスタッドボール取付け部と、車体側へ延設されるヒンジを固定するヒンジ取付け部とを有すると共に、
   インナーパネルに設けた下穴に金属リングを設置し、該金属リングを介してヒンジの取付け穴と補強金属板に設けたナット部がボルトで接合され、このボルトとインナーパネルの下穴との間に離間距離を有する自動車用バックドア。
2. 請求項１において、補強金属板は、インナーパネルとアウターパネルとの接合面領域であって、外壁が車体側シール部材に当接するインナーパネルの内壁に配置される自動車用バックドア。
3. 請求項１又は２において、補強金属板が、インナーパネルに形成される鉛直方向平面に設置される自動車用バックドア。
4. 請求項１〜３の何れかにおいて、インナーパネルに設けた下穴に金属リングを設置し、該金属リングを介してスタッドボールを組付ける自動車用バックドア。
5. 請求項１〜４の何れかにおいて、補強金属板が、ワイヤの係合部を有する自動車用バックドア。

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