JP6135651B2

JP6135651B2 - 車両用バックドア構造

Info

Publication number: JP6135651B2
Application number: JP2014243712A
Authority: JP
Inventors: 光希池田; 達也鮎川
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2014-12-02
Filing date: 2014-12-02
Publication date: 2017-05-31
Anticipated expiration: 2034-12-02
Also published as: US9499032B2; CN105644325B; CN105644325A; DE102015223591A1; US20160152121A1; JP2016107653A

Description

本発明は、車両用バックドア構造に関する。

樹脂製の車両用バックドア構造として、特許文献１には、樹脂製のアウタパネルと樹脂製のインナパネルとの間に金属製のヒンジリインフォースメントが配設されたバックドア構造が開示されている。ここで、アウタパネル及びインナパネルを樹脂で形成することによってバックドアの軽量化を図っている。また、金属製のヒンジリインフォースメントをバックドアの周縁に配置することによって、ウェザーストリップやダンパ等から作用する荷重による変形を抑制している。

特開２０１１−１３６６０６号公報

しかしながら、特許文献１のように金属製の補強部材を設けた構造では、樹脂製の部品で補強する場合よりも重量が増加するため、バックドアの剛性を確保しつつ軽量化を図る観点から改善の余地がある。

本発明は、上記事実を考慮し、バックドアの剛性を確保しつつ軽量化を図ることができる車両用バックドア構造を得ることを目的とする。

請求項１に記載の本発明に係る車両用バックドア構造は、バックウインドウガラス又はドアアウタパネルの車室内側に配置され、一対の側壁と該一対の側壁の車両前方側を連結する底壁とを備えた凹部が周縁の少なくとも一部に設けられると共に、該底壁に一方の側壁側を他方の側壁側よりも車両後方側に位置させる段差部が形成された樹脂製のバックドアパネルと、前記底壁における車両後方側の面に一体に形成されると共に前記バックウインドウガラス又は前記ドアアウタパネルに対して車両前方側へ離間した位置に配置され、かつ前記段差部に跨って前記一対の側壁間に架け渡された補強リブと、を有する。

請求項１に記載の本発明に係る車両用バックドア構造では、バックウインドウガラス又はドアアウタパネルの車室内側に配置された樹脂製のバックドアパネルの周縁の少なくとも一部に凹部が形成されている。凹部は、一対の側壁と、この一対の側壁の車両前方側を連結する底壁とを備えている。また、底壁には、一方の側壁側を他方の側壁側よりも車両後方側に位置させる段差部が形成されている。さらに、底壁における車両後方側の面には、補強リブが底壁と一体に形成されている。ここで、補強リブは、バックウインドウガラス又はドアアウタパネルに対して車両前方側へ離間した位置に配置されかつ底壁の段差部に跨って一対の側壁間に架け渡されている。これにより、バックドアパネルの周縁の剛性を確保することができ、ウェザーストリップやダンパ等からバックドアパネルへ荷重が作用した場合であっても、このバックドアパネルの変形を抑制することができる。

また、バックドアパネルの成形時には、一対の側壁間に架け渡された補強リブが突っ張ることで、バックドアパネルが熱収縮時に変形するのを抑制することができる。さらに、補強リブを底壁（バックドアパネル）と一体に樹脂で形成することにより、金属製の補強部材を配置した構成と比較して軽量化を図ることができると共に、部品点数を削減することができる。

請求項２に記載の本発明に係る車両用バックドア構造は、請求項１に記載の発明において、前記補強リブは、一方の前記側壁から前記段差部へ向かって延出された第１リブ部と、他方の前記側壁から前記段差部へ向かって延出された第２リブ部と、前記段差部に沿って該第１リブ部と該第２リブ部とを車両前後方向に連結するリブ連結部とを含んで構成されている。

請求項２に記載の本発明に係る車両用バックドア構造では、第１リブ部と第２リブ部とをリブ連結部で連結することにより、このリブ連結部を介して第１リブ部と第２リブ部との間で荷重が伝達される。これにより、一方の側壁から他方の側壁へ荷重を伝達することができる。

請求項３に記載の本発明に係る車両用バックドア構造は、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記補強リブは、前記バックドアパネルの周縁に沿って異なる角度で複数設けられている。

請求項３に記載の本発明に係る車両用バックドア構造では、複数の補強リブをバックドアパネルの周縁に沿って異なる角度で設けることにより、車両前後方向、車両幅方向及び車両上下方向のそれぞれの方向に作用する荷重に対する剛性を向上させることができる。また、複数の補強リブを一方向のみに配置した構成と比較して、バックドアパネルの周縁のねじり剛性及び曲げ剛性を向上させることができる。

請求項４に記載の本発明に係る車両用バックドア構造は、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の発明において、前記補強リブは、前記底壁と直交する方向に対して傾斜した方向へ延出されている。

請求項４に記載の本発明に係る車両用バックドア構造では、補強リブを底壁と直交する方向に延出した構成と比較して、底壁からの高さが同じ場合でも、補強リブの根本から先端までの長さ長くすることができる。これにより、補強リブの面積が大きくすることができ、バックドアパネルの周縁の剛性を効果的に向上させることができる。

請求項５に記載の本発明に係る車両用バックドア構造は、請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の発明において、前記バックドアパネルは、車両後方側へ凸状に湾曲した湾曲部を備えており、前記補強リブは、少なくとも前記湾曲部に配置されている。

請求項５に記載の本発明に係る車両用バックドア構造では、湾曲部の曲げ剛性を確保することができる。これにより、例えば、車両用バックドアの開閉時に湾曲部に曲げ荷重が作用した場合であっても、湾曲部の変形を抑制することができる。

以上説明したように、本発明に係る車両用バックドア構造によれば、バックドアの剛性を確保しつつ軽量化を図ることができる。

実施形態に係る車両用バックドア構造が適用されたドアインナパネルを車両左斜め後方から見た斜視図である。実施形態に係る車両用バックドア構造が適用されたドアインナパネルを車両後方から見た背面図である。図２の要部を拡大して示す要部拡大図である。図３の４−４線で切断した切断面を拡大して示す拡大断面図であり、バックドアを閉じた状態における図である。

以下、図面に基づいて、実施形態に係る車両用バックドア構造について説明する。なお、図面に適宜示される矢印ＦＲは、本実施形態のバックドア構造が適用されたハッチバックタイプの車両における車両前方側を示し、矢印ＵＰは車両上方側を示し、矢印ＬＨは車両左側を示している。また、以下の説明で、特記なく前後、上下、左右の方向を用いる場合は、車両前後方向の前後、車両上下方向の上下、車両左右方向（車両幅方向）の左右を示すものとする。

（車両用バックドア構造の全体構成）
図１に示されるように、本実施形態の車両用樹脂バックドア構造は、バックドアパネルとしての樹脂製のドアインナパネル１０を含んで構成されている。ドアインナパネル１０は、例えば、炭素繊維強化樹脂材（ＣＦＲＰ）で成形されており、車両上下方向の中間部分が車両後方側へ凸状に湾曲した湾曲部１０Ａを備えている。また、ドアインナパネル１０は、上端部から湾曲部１０Ａへ向かって斜め後方へ傾斜されており、湾曲部１０Ａから下端部へ向かって車両下方に延在されている。

ドアインナパネル１０における湾曲部１０Ａよりも上部には、略矩形状の開口部１２が形成されており、この開口部１２には、バックウインドウガラス１１が取り付けられる（図４参照）。また、開口部１２の上縁部分１６には、左右にそれぞれ一対の貫通孔１４が形成されており、この貫通孔１４にボルトが挿通されてヒンジ部を締結するための図示しないブラケットが取り付けられるように構成されている。

また、開口部１２の上縁部分１６及び左右のサイド部分１８には、車外側から図示しない樹脂製のドアアウタパネルが接合される。ドアアウタパネルは、例えば、炭素繊維強化樹脂材（ＣＦＲＰ）や、ＴＳＯＰ（Toyota Super Olefin Polymer（登録商標）；ＰＰとＥＰＤＭとを主成分とする熱可塑性樹脂）等で成形されている。そして、このドアインナパネル１０にドアアウタパネルが重ね合わされてリベット又は接着剤等によって接合されることで、閉断面が構成されるようになっている。

ここで、図２に示されるように、ドアインナパネル１０の周縁の少なくとも一部には、車両後方から見た背面視で周縁に沿って異なる角度で複数の補強リブ２２、２４、２６が配置されている。以下、これらの補強リブ２２、２４、２６について説明する。

（補強リブの構成）
補強リブ２２、２４、２６は、開口部１２の上縁部分１６と、湾曲部１０Ａを含むサイド部分１８と、ドアインナパネル１０の下端部２０とにそれぞれ複数配置されている。開口部１２の上縁部分１６に配置された補強リブ２２は、上縁部分１６の車両幅方向中央部を除く領域に配置されている。詳細には、複数の補強リブ２２が車両幅方向にジグザグ状に配置されており、略Ｖ状に配置された一対の補強リブ２２と壁面とで略三角形となるように構成されている。なお、ここでいう「ジグザグ状」とは、バックドアパネルの周縁に沿って隣り合う補強リブ同士が繋がっている構造に限定されず、隣り合う補強リブの間に隙間が設けられた構造を含む。

一方、ドアインナパネル１０の下端部２０に配置された補強リブ２６は、この下端部２０の車両幅方向中央部を除く領域に複数配置されている。詳細には、補強リブ２６が車両幅方向にジグザグ状に配置されており、略Ｖ状に配置された一対の補強リブ２６と壁面とで略三角形となるように構成されている。また、補強リブ２６は、サイド部分１８の近傍まで配置されている。

サイド部分１８に配置された補強リブ２４は、湾曲部１０Ａよりも上方からドアインナパネル１０の下端部に亘って複数配置されている。また、複数の補強リブ２４は、ドアインナパネル１０の周縁に沿って形成された凹部２８に配置されている。以下の説明では、本発明の特徴部分であるサイド部分１８に形成された補強リブ２４について説明する。また、車両右側のサイド部分１８に形成された補強リブ２４と車両左側のサイド部分１８に形成された補強リブ２４とは、左右対称に形成されているため、以下の説明では、車両左側のサイド部分１８に形成された補強リブ２４について説明する。

図３及び図４に示されるように、補強リブ２４が形成された凹部２８は、一対の側壁３０、３２と、側壁３０及び側壁３２の車両前方側を連結する底壁３４とを備えている。そして、補強リブ２４は、底壁３４における車両後方側の面に一体に形成されており、側壁３０と側壁３２との間に複数架け渡されている。また、図３に示されるように、複数の補強リブ２４は、ドアインナパネル１０の周縁に沿って異なる角度で配置されており、隣り合う一対の補強リブ２４と側壁３０（３２）とで略三角形となるように配置されている。ここで、本実施形態では、ドアインナパネル１０の周縁に沿って隣り合う補強リブ２４同士は繋がっていない。すなわち、隣り合う補強リブ２４のうち、一方の補強リブ２４と側壁３０（３２）との接続部と、他方の補強リブ２４と側壁３０（３２）との接続部との間には僅かに隙間が設けられている。なお、これに限らず、隣り合う補強リブ２４の端部同士を繋げて、連続するジグザグ状の補強リブとしてもよい。

図４に示されるように、ドアインナパネル１０の車両幅方向外側（車両左側）の側壁３０は、車両後方から車両前方へ向かうにつれて車両幅方向内側へ傾斜されている。また、側壁３０の車両後方側の端部から車両幅方向外側へフランジ３０Ａが延出されており、このフランジ３０Ａに接着剤３８を介してバックウインドウガラス１１が接合される。

ドアインナパネル１０の車両幅方向内側の側壁３２は、車両後方から車両前方へ向かうにつれて車両幅方向外側へ傾斜されている。さらに、側壁３０の車両前方側の端部と側壁３２の車両前方側の端部とが底壁３４によって車両幅方向に連結されている。

また、底壁３４における車両幅方向中央部には、段差部３４Ａが形成されており、この段差部３４Ａによって底壁３４の側壁３０側が側壁３２側よりも車両後方側に位置している。詳細には、段差部３４Ａよりも車両幅方向外側の外側底壁部３４Ｂは、段差部３４Ａよりも車両幅方向内側の内側底壁部３４Ｃよりも凹部２８の開口までの距離が短く形成されている。すなわち、外側底壁部３４Ｂの方が内側底壁部３４Ｃよりも浅い位置に形成されている。また、バックドアが閉じた状態では、車両本体１００に取付けられたウェザーストリップ１０２が外側底壁部３４Ｂの車両前方側の面に当接している。

ここで、補強リブ２４は、ドアインナパネル１０と一体に樹脂で形成されており、この段差部３４Ａに跨って側壁３０と側壁３２との間に架け渡されている。詳細には、補強リブ２４は、外側底壁部３４Ｂ上に設けられて一方の側壁３０から段差部３４Ａへ向かって延出された第１リブ部２４Ａと、内側底壁部３４Ｃ上に設けられて他方の側壁３２から段差部３４Ａへ向かって延出された第２リブ部２４Ｂとを備えている。また、段差部３４Ａに沿って車両前後方向にリブ連結部２４Ｃが延在されており、このリブ連結部２４Ｃによって第１リブ部２４Ａと第２リブ部２４Ｂとが連結されている。このため、補強リブ２４は、車両後方から見て略クランク状に形成されている。

また、図３に示されるように、少なくとも一部の補強リブ２４は、底壁３４と直交する方向に対して傾斜した方向へ延出されている。ここで、本実施形態の補強リブ２４は、底壁３４と直交する方向（車両前後方向）に対して、先端側が車両下方側へ傾斜するように延出されている。このため、この傾斜している補強リブ２４は、同じ高さで底壁３４から直交する方向に延出された補強リブと比較して、根本から先端までの長さが長く形成されている。すなわち、補強リブ２４の面積が大きくなっている。

（作用並びに効果）
次に、本実施形態に係る車両用バックドア構造の作用並びに効果について説明する。

図４に示されるように、本実施形態の車両用バックドア構造が適用されたドアインナパネル１０では、ドアインナパネル１０を樹脂で形成することにより、ドアインナパネル１０を軽量化することができる。

ここで、ドアインナパネル１０を樹脂で形成した場合、バックドアの閉状態でウェザーストリップ１０２等から作用する荷重によってドアインナパネル１０の周縁が変形する虞がある。本実施形態の車両用バックドア構造では、凹部２８を構成する側壁３０と側壁３２との間に補強リブ２４を架け渡すことにより、ドアインナパネル１０の周縁の剛性を確保している。これにより、ウェザーストリップ１０２から荷重が作用した場合であっても、ドアインナパネル１０の周縁が変形するのを抑制することができる。

また、ドアインナパネル１０を樹脂成形する際は、成形時の熱収縮によって側壁３０と側壁３２との間の距離が縮む方向に変形しようとするが、補強リブ２４が突っ張ることにより、この熱収縮により変形を抑制することができる。

さらに、補強リブ２４をドアインナパネル１０と一体に樹脂で成形することができる。これにより、金属製の補強部材を別途取り付ける構成と比較して、軽量化を図ることができる。また、部品点数を削減することができる。

また、本実施形態のように、段差部３４Ａの高低差が大きい場合は、内側底壁部３４Ｃ上に設けられた第２リブ部２４Ｂの先端部が外側底壁部３４Ｂまで届かないことがある。このような場合であっても、外側底壁部３４Ｂ上の第１リブ部２４Ａと内側底壁部３４Ｃ上の第２リブ部２４Ｂとをリブ連結部２４Ｃで連結することで、このリブ連結部２４Ｃを介して第１リブ部２４Ａと第２リブ部２４Ｂとの間で荷重を伝達させることができる。

さらに、本実施形態では、図３に示されるように、補強リブ２４を車両後方から見てジグザグ状に配置している。これにより、車両前後方向、車両幅方向及び車両上下方向のそれぞれの方向に作用する荷重に対する剛性を向上させることができる。すなわち、全ての補強リブ２４を側壁３０と側壁３２との間に車両幅方向に配置した場合、車両前後方向及び車両上下方向に作用する荷重に対する剛性を十分に確保できないことがある。これに対して、補強リブ２４をジグザグ状に配置することで、車両幅方向に作用する荷重に対する剛性を確保しつつ、車両前後方向及び車両上下方向に作用する荷重に対する剛性も確保することができる。これにより、ドアインナパネル１０の周縁のねじり剛性及び曲げ剛性を向上させることができる。

ここで、本実施形態では、ドアインナパネル１０に湾曲部１０Ａが設けられており、バックドアの開閉時に湾曲部１０Ａに曲げ荷重が作用しやすくなっている（図１参照）。すなわち、バックドアが開いた状態から、ドアインナパネル１０の下端部２０を持ってバックドアを閉める際に、湾曲部１０Ａに荷重が集中しやすい。このような構造であっても、この湾曲部１０Ａに配置された補強リブ２４によって湾曲部１０Ａの曲げ剛性を確保することができ、バックドアの開閉時に湾曲部１０Ａが変形するのを抑制することができる。

また、本実施形態では、少なくとも一部の補強リブ２４を底壁３４と直交する方向に対して傾斜する方向へ延出させている。これにより、同じ高さで底壁３４から直交する方向に延出された補強リブと比較して、補強リブ２４の面積が大きくすることができ、ドアインナパネル１０の剛性を効果的に向上させることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。例えば、本実施形態では、図２に示されるように、開口部１２の上縁部分１６やドアインナパネル１０の下端部２０には、サイド部分１８のように凹部２８の底壁３４に段差部３４Ａが形成されていないが、本発明はこれに限らない。すなわち、上縁部分１６に段差部を設け、この段差部に跨って補強リブ２２を配置してもよい。また、下端部２０に段差部を設け、この段差部に跨って補強リブ２６を配置してもよい。

また、本実施形態では、図４に示されるように、底壁３４の車両幅方向外側の側壁３０側が車両幅方向内側の側壁３２側よりも車両後方側に位置するように段差部３４Ａが形成されていたが、本発明はこれに限定されない。例えば、車両幅方向外側の側壁側が車両幅方向内側の側壁側よりも車両前方側に位置するように段差部が形成された構成に本発明を適用してもよい。さらに、本実施形態では、ドアインナパネル１０の周縁のみに補強リブ２４を配置したが、本発明はこれに限定されない。例えば、開口部１２の下縁部分３６にも同様の補強リブを配置してもよい。

また、本実施形態では、全ての補強リブ２４をジグザグ状に配置したが、本発明はこれに限定されない。例えば、サイド部分１８の湾曲部１０Ａにおける補強リブ２４をジグザグ状に配置し、他の部分の補強リブ２４を車両幅方向に沿って配置した構成としてもよい。

さらに、本実施形態では、ドアインナパネル１０に補強リブ２４を配置したが、これに限らず、ドアアウタパネル側に補強リブ２４と同様の補強リブを配置した構成としてもよい。さらに、ドアインナパネル１０及びドアアウタパネルの両方に補強リブを配置した構成としてもよい。

１０ドアインナパネル（バックドアパネル）
１０Ａ湾曲部
１１バックウインドウガラス
２４補強リブ
２４Ａ第１リブ部
２４Ｂ第２リブ部
２４Ｃリブ連結部
２８凹部
３０側壁
３２側壁
３４底壁
３４Ａ段差部

Claims

バックウインドウガラス又はドアアウタパネルの車室内側に配置され、一対の側壁と該一対の側壁の車両前方側を連結する底壁とを備えた凹部が周縁の少なくとも一部に設けられると共に、該底壁に一方の側壁側を他方の側壁側よりも車両後方側に位置させる段差部が形成された樹脂製のバックドアパネルと、
前記底壁における車両後方側の面に一体に形成されると共に前記バックウインドウガラス又は前記ドアアウタパネルに対して車両前方側へ離間した位置に配置され、かつ前記段差部に跨って前記一対の側壁間に架け渡された補強リブと、
を有する車両用バックドア構造。
前記補強リブは、一方の前記側壁から前記段差部へ向かって延出された第１リブ部と、他方の前記側壁から前記段差部へ向かって延出された第２リブ部と、前記段差部に沿って該第１リブ部と該第２リブ部とを車両前後方向に連結するリブ連結部とを含んで構成されている請求項１に記載の車両用バックドア構造。
前記補強リブは、前記バックドアパネルの周縁に沿って異なる角度で複数設けられている請求項１又は請求項２に記載の車両用バックドア構造。
前記補強リブは、前記底壁と直交する方向に対して傾斜した方向へ延出されている請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の車両用バックドア構造。
前記バックドアパネルは、車両後方側へ凸状に湾曲した湾曲部を備えており、
前記補強リブは、少なくとも前記湾曲部に配置されている請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の車両用バックドア構造。