JP2022062546A

JP2022062546A - 自動車のドア構造

Info

Publication number: JP2022062546A
Application number: JP2020170637A
Authority: JP
Inventors: 尚周宮田; Hisanori Miyata; 慎也植野; Shinya Ueno; 忠教松村; Tadanori Matsumura
Original assignee: Hirotec Corp
Current assignee: Hirotec Corp
Priority date: 2020-10-08
Filing date: 2020-10-08
Publication date: 2022-04-20
Anticipated expiration: 2040-10-08
Also published as: JP7471645B2

Abstract

【課題】ドアの水抜き孔を通して侵入する騒音を十分な遮音効果を持って低減し、かつ水抜き孔を通して侵入した気流がドア内の空間で対流を発生するのを抑制し、かつこれらの課題を出来るだけ安価なコストで実現できる手段を提供することを目的とする。【解決手段】水抜き孔をドアインナーパネル下部に設けた車両用ドアにおいて、水抜き孔の上方にドアインナーパネルおよびドアアウターパネル双方に接着するように合成ゴムまたは硬化型樹脂から成る接着剤を塗布することにより、騒音および気流を遮蔽する遮蔽部を形成した。【選択図】図３

Description

本発明は内部に侵入した水を排出する水抜き孔を有する自動車用ドアに関する発明で、水抜き孔を通じて侵入する騒音および侵入した空気の対流による断熱性能低下を低減するためのドア構造に関する発明である。

自動車用ドアにおいては、ウインドウサッシとドアパネルの隙間等から雨水等の侵入が避けられず、溜まった水がドア下部を腐食させるのを避けるため、通常ドア底部に水抜き孔が設けられている。通常この水抜き孔は車両外部に通じる部位に設けられるため、この水抜き孔を通してロードノイズ等の騒音の侵入が避けられない。またこの水抜き孔から侵入した気流がドア内部の空間に対流を発生させるため、ドアの断熱性能を低下させる要因となっている。

この騒音の侵入を防止するため例えば特開２００８－２６５６５５においては、水抜き孔を形成したドアパネルの屈曲片の一部を開口部上部に残し、侵入した騒音をこの屈曲片によって遮るようにした。しかしこの方法によれば、遮音板として作用する屈曲片の幅が水抜き孔の幅に限定され、また材質、板厚も限定されているため十分な遮音効果が得られない可能性がある。

また特開平１１－９１６３３では十分な遮音効果を得るため、ドア内に溜まった水のみ排出させるようなフラップを組み込んだグロメットをドアパネルに装着する発明が提案されている。かかる発明によれば十分な遮音効果が得られる可能性はあるものの、グロメットの部品コスト、部品装着工数などコストアップにつながってしまうという問題がある。

特開２００８－２６５６５５特開平１１－９１６３３

このような背景により本発明においては、内部に侵入した水を排出する水抜き孔を有する自動車用ドアにおいて、水抜き孔を通して侵入する騒音を十分な遮音効果を持って低減し、かつ水抜き孔を通して侵入した気流がドア内の空間で対流を発生するのを抑制し、かつこれらの課題を出来るだけ安価なコストで実現できる手段を提供することを目的とする。

請求項１の発明は、ドアインナーパネルとドアアウターパネルにより構成され、内部に侵入した水の水抜き孔が前記ドアインナーパネル下部に設けられた車両用ドア構造であって、前記ドアインナーパネルの前記水抜き孔の上方に合成ゴムまたは硬化型樹脂から成る接着剤を塗布することにより遮蔽部が形成され、前記ドアインナーパネルと前記ドアアウターパネルとが加工により一体に接合されたとき、前記遮蔽部が前記ドアアウターパネルにも密着するよう構成されたこと、を特徴とする。

この構成によればドア下部の水抜き孔上方の空間がドアインナーパネルとドアアウターパネルとの間に密着した遮蔽部で塞がれているため、水抜き孔より侵入した騒音がこの遮蔽部に遮られてドア内の空間に伝播していくことを効果的に抑制することができる。
また同様に水抜き孔より侵入した気流が遮蔽部に遮られるのでドア空間内での対流の発生抑制により断熱効果を向上させることができる。

請求項２の発明は請求項１の特徴に加えて、前記遮蔽部の塗布形状が前記水抜き孔の上部を覆うような形状、例えば円弧状または傘状であることを特徴とする。

この構成によれば遮蔽部が水抜き孔を覆うような形状、例えば円弧状または傘状に形成されているので更に効果的な遮音効果と対流の発生抑制による断熱効果を得ることができる。

本発明に係るドア構造によれば、ドア組み立てに元々用いられている接着剤を用いて遮蔽部を構成するため、コスト及び工数の増加を最小限に抑えながら、遮蔽部による効果的な遮音効果とドア空間内の対流の抑制による断熱効果を得ることができる。

本発明が適用されたドアインナーパネルとドアアウターパネルを接合した状態のドアパネルをインナーパネル側から見た図面。ドア下部中央の水抜き孔部分（Ｈ部を）拡大した図面。Ｈ部の水抜き孔の中心部分での断面Ｉ－Ｉ。遮蔽部の形状のパターンを示した図面。遮蔽部がある場合とない場合の残無響室での透過損失を比較したグラフ。

１ドアパネル
２ドアアウターパネル
３ドアインナーパネル
５水抜き孔
６遮蔽部

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、以下の実施形態の説明は、本質的な例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を限定することを意図するものではない。

（本実施形態の構成）
図１は、本発明が適用された実施形態のドアパネルの図面である。ドアインナーパネルとドアアウターパネルをヘミング加工により接合した状態のドアパネルをインナーパネル側から見た図面である。本実施形態ではドアインナーパネルとドアアウターパネルの接合にヘミング加工を用いているがこの他、接着剤、溶接、機械締結、溶着、勘合など各種の接合を用いることができる。

ドア内部にはドアアウターパネルとウィンドウガラスの隙間等から雨等の水が侵入することが避けられない。内部に水が溜まるとドア内部の腐食等の原因となる。これを避けるため、ドア下部に水抜き孔が設けられている。両パネルを接合するため本実施形態では接着剤を塗布してドアアウターパネルの周囲をドアインナーパネルに対しヘミング加工を行う。この水抜き孔はこのヘミング部位のすぐ上の部位、ドアインナーパネル側に設けられている。図３に示すようにドア閉の状態では水抜き孔のあるドア下部はボディーサイドシル部（図示しない）が対向している。

図1に示すように本実施形態では、ドア下部の左右の両端及び中央部の３か所に水抜き孔５が設けられている。この水抜き孔は前述のように水抜きを目的として設けられているが、ドア内部に対して開口しているため、ドア下部とボディーサイドシル部の隙間より侵入したロードノイズをはじめとする車外騒音が車内へ侵入する要因となっている。ドア内部に侵入した騒音はドア内部空間からドアインナーパネルやドアの内張りを通して車内に侵入して車内騒音の悪化の要因となる。

またもう１つの問題点としては水抜き孔を通して侵入する気流がドアの内部空間に対流
を発生させることにより、ドアの断熱性能を悪化させることである。近年燃費性能の向上が求められる中、冷暖房効率に大きな影響を与えるドアをはじめとするボディーの断熱性能の悪化は大きな問題となる。

図２に示すように本実施形態では、水抜き孔５は一辺が１０ｍｍ程度の矩形をしている。この水抜き孔５は通常プレスの打ち抜き加工により形成される。ドアを組み立てる工程では、外周のヘミング加工する部分に用いられるヘミング用接着剤、ドア表面の剛性アップのためにドアとレインフォースメントの間に用いるマスチックシーラーなど、合成ゴムまたは硬化型樹脂から成る数種類の接着剤を用いる。ドア組み立て工程内で用いられているこれら数種類の接着剤のうち最も適したものを工程内で流用して、水抜き孔５上部に塗布し、遮蔽部を形成する。これにより工数及びコストの増加を最小限に抑えることができる。本実施形態ではマスチックシーラーを流用して水抜き孔５上部に塗布している。マスチックシーラーはシーリングロボットの先端に装着した塗布ガン（図示せず）で予め決められた形状に塗布する。

遮蔽部の塗布形状については、図４に示すような形状が考えられるが、それぞれシミュレーションや実機検証によって遮音性能や断熱性能に及ぼす効果を比較したうえで、最適形状を選択して使用する。本実施形態では図４（ｂ）に示す円弧形状の塗布形状を用いた。

また水抜き孔を設定するドア下部は、ドアインナーパネルとドアアウターパネルが接合する部位の近くで、通常の設計では両パネルが接近している。本実施形態では両パネルの距離は１．５ｍｍ程度である。塗布ガンのノズルを出たマスチックシーラーの径が３ｍｍ程度あるため、ドアインナーパネルとドアアウターパネルが接合した状態ではマスチックシーラーは両方のパネルに接着している。よって水抜き孔の上部空間を遮蔽部が完全に遮蔽した状態となっている。またドアインナーパネルとドアアウターパネルの間隔がシーラーの径を超えている場合でもシーラーを多段状に塗布することで、シーラーをドアインナーパネルとドアアウターパネル双方に接着させることができる。

またドアの剛性を確保する目的でドアの下部にドアインナーパネルとは別部材のレインフォースメントなどを配置する場合がある。その場合はレインフォースメントとドアアウターパネルの間にマスチックシーラーが配置され、両部材に密着して上部空間を遮蔽する構成となる。

（本実施形態の効果）
図４（ｂ）の形状の遮蔽部を水抜き孔５上部に形成した場合の、遮音性能や断熱性能に及ぼす効果について実験にて検証した。水抜き孔５上部を覆うようにマスチックシーラーで円弧状の遮蔽部を形成し、マスチックシーラーは図３に示すようにドアインナーパネルおよびドアアウターパネルに接着している。また図１に示す３カ所の水抜き孔すべてに遮蔽部を形成した。

まず遮蔽部がある場合とない場合の実験による遮音性能の比較を図５に示す。音響インテンシティ法を用いて遮蔽部を形成したドアと遮蔽部がないドアについてそれぞれの透過損失を測定した。実験設備の構成としては、残響室と半無響室を隔てた壁に実験対象となるドアを埋め込んだ。また実験方法としては残響室のスピーカーで一定の音量を出し、ドアを透過した音（音響パワー）を半無響室側で測定することにより透過損失を評価した。

図５に示すドアの透過損失はドアの遮音性能に対応する特性で、損失値が大きいほど遮音性能が高いことを示している。周波数を変えて測定し、５００Ｈｚから３１５０Ｈｚまで9つの周波数で損失値を測定した。その結果８００Ｈｚ及び１６００～２５００Ｈｚ辺りで遮蔽部を形成したドアで優位な損失値が得られ、５００～３１５０Ｈｚのオーバーオールで０．３ｄＢの優位な値が得られた。

次に断熱性能についてはボディー部の熱貫流率Ｗ/（ｍ・Ｋ）を、遮蔽部を形成したドアと遮蔽部がないドアそれぞれで測定することによって比較した。計測方法については，恒温槽を利用した定常法による熱貫流率（断熱性能）の計測評価法（詳細は「自動車用ドア構造の断熱性能計測評価法の開発，および構造影響調査」松村忠教ほか、機械学会中国四国支部総会・講演会講演論文集/2019.57 巻に記載)を用いた。その結果遮蔽部を形成したドアにおいては５．３１Ｗ/（ｍ・Ｋ）、一方遮蔽部がないドアでは６．０３Ｗ/（ｍ・Ｋ）の熱貫流率となり、遮蔽部を形成したドアの熱貫流率では１２％の改善効果が得られた。

これらの結果から遮音性能と断熱性能双方において、遮蔽部を形成したドアが遮蔽部のないドアに対して優位であることが確認できた。

Claims

ドアインナーパネルとドアアウターパネルにより構成され、内部に侵入した水の水抜き孔が前記ドアインナーパネル下部に設けられた車両用ドア構造であって、
前記ドアインナーパネルの前記水抜き孔の上方に合成ゴムまたは硬化型樹脂から成る接着剤を塗布することにより遮蔽部が形成され、
前記ドアインナーパネルと前記ドアアウターパネルとが加工により一体に接合されたとき、前記遮蔽部が前記ドアアウターパネルにも密着するよう構成されたこと、
を特徴とする車両用ドア構造。
前記遮蔽部の塗布形状が前記水抜き孔の上部を覆うような形状、例えば円弧状または傘状であることを特徴とする、
請求項１に記載の車両用ドア構造。