JP7191126B2 - 車両用樹脂製バックドア - Google Patents

Description

本発明は、自動車等の車両に用いる樹脂製バックドアに関し、より詳しくは車両の軽量化の点で非常に有用な樹脂製バックドアに関する。

近年、自動車等の車両の軽量化を目的として、その車体の樹脂化が進んでいる。ただし従来の金属製車体に比べて、樹脂製車体は軽量であるという利点を有するが、強度が比較的低いという問題がある。車体の後部開口に設けられる樹脂製バックドアについても、その強度に関する様々な検討が為されている。

特許文献１～３では、樹脂製バックドアの剛性を向上させる為に、一対のバックドア側部と、一対の連結部と、一対のビート部（Ｖ字骨格）を含む左右一対の骨格構造を構成すること、バックドア裾部の外周に環状膨出部と凹入部を設けること、並びに、バックドアの上部、側部及び裾部にリブを設けることが提案されている。そして、このような補強構造を有する樹脂製バックドアは、比較的重いリインフォースを設ける必要がないので、車両の軽量化を図りつつ、効果的に剛性を向上できると説明されている。

特許文献４では、バックドアインナーパネルの少なくとも周縁に凹部を設け、そこに異なる角度で（ジグザグ状に）補強リブを配置することが提案されている。そして、このような補強構造を有するバックドアは、ドアインナパネルの周縁のねじれ剛性及び曲げ剛性を向上できると説明されている。

特開２０１８－０１２５００号公報 特開２０１８－０１２５０２号公報 特開２０１８－１５８７０４号公報 特開２０１６－１０７６５３号公報

しかし特許文献１～４の樹脂製バックドアは、軽量化の点においてはまだ十分とは言えない。具体的には、これら樹脂製バックドアの構成は剛性の改善を主たる目的とするものであり、軽量化の点においてはさらなる改善の余地があると考えられる。また、これら樹脂製バックドアの構成による剛性の改善は必ずしも十分ではなく、その結果として、自動車等の車両に実際に使用可能な十分に軽量化された樹脂製バックドアを提供できているとは言えない。

すなわち、本発明の目的は、車両の軽量化の点で非常に有用な樹脂製バックドアを提供することにある。

本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、樹脂製バックドアのインナーパネルの一般板厚などの構成を特定することによって車両の軽量化を図ることが非常に効果的であることを見出し、本発明を完成するに至った。すなわち、本発明は以下の事項により特定される。

［１］互いに接着される樹脂製のインナーパネルと、アウターパネルとを有し、前記インナーパネルの一般板厚が２.０ｍｍ以下であり、
インナーパネルにヒンジ及びヒンジリンフォースが取付けられ、車両後部開口の上辺に前記ヒンジを介して揺動可能に連結される車両用樹脂製バックドアであって、
前記ヒンジリンフォースの取付部には、前記ヒンジリンフォースを固定する為のボスが突設され、前記ボスの周囲には放射状リブが設けられており、
前記放射状リブは前記ボスを中心として外側に向かって延びる複数のリブからなり、当該複数のリブのうちの少なくとも１つのリブがバックドアの側壁につながっている、車両用樹脂製バックドア。

［２］インナーパネルが、繊維強化樹脂組成物を用いて得られた射出成形体である［１］に記載の車両用樹脂製バックドア。

［３］インナーパネルが、シートモールディングコンパウンドを用いて得られたＳＭＣ成形体であり、一般板厚が１.８ｍｍ以下である［１］に記載の車両用樹脂製バックドア。

［４］周囲に放射状リブが設けられているボスが、インナーパネルの上辺の左コーナー部及び右コーナー部のうちの一方又は両方のヒンジリンフォースの取付部に設けられている［１］～［３］のいずれかに記載の車両用樹脂製バックドア。

［５］ボス及び放射状リブが、インナーパネルの成形時に同時成形された一体成形部である［１］～［４］のいずれかに記載の車両用樹脂製バックドア。

［６］インナーパネルのベルトラインとピラーの交差部にリブが設けられている［１］～［５］のいずれかに記載の車両用樹脂製バックドア。

［７］インナーパネルの下辺の左コーナー部及び右コーナー部のうちの一方又は両方にリブが設けられている［１］～［６］のいずれかに記載の車両用樹脂製バックドア。

［８］インナーパネルの外周フランジに玉縁形状部が設けられている［１］～［７］のいずれかに記載の車両用樹脂製バックドア。

［９］インナーパネルの下部にリブが設けられている［１］～［８］のいずれかに記載の車両用樹脂製バックドア。

本発明によれば、車両の軽量化の点で非常に有用な樹脂製バックドアを提供できる。

本発明の樹脂製バックドアのインナーパネルの一実施形態を示す図である。 図１に示したインナーパネル１０の上辺の右コーナー部１２の部分拡大図である。 図２に示したインナーパネル１０の上辺の右コーナー部１２に、ヒンジリンフォース２０を取付けた状態を示す図である。 図１に示したインナーパネル１０のベルトラインとピラーの交差部（すなわち図１の右側辺の中央部２２）の部分拡大図である。 図１に示したインナーパネル１０の下辺の右コーナー部３２の部分拡大図である。 （Ａ）は図１に示したインナーパネル１０の外周フランジの一部（すなわち図１の下辺の一部３１）の部分拡大図であり、（Ｂ）は外周フランジに設けられた玉縁形状部１６の模式的断面図である。

図１は、本発明の樹脂製バックドアのインナーパネルの一実施形態を示す図である。車両用樹脂製バックドアは、通常、図１に示すような樹脂製のインナーパネル１０及びアウターパネル（不図示）を有し、両者が互いに接着されることによりバックドアが構成される。

本発明において、インナーパネル１０の一般板厚は２.０ｍｍ以下であり、好ましくは０.５～２.０ｍｍ、より好ましくは０.５～１.８ｍｍである。

本発明において「一般板厚」とは、インナーパネル１０の一般的な部分の板厚、すなわちインナーパネル１０の大部分を占める箇所の板厚を意味する。したがって、インナーパネル１０の各部分のうち、特別な役割を担う為に一般的な部分よりも厚く設計されている特別な部分の板厚は、一般板厚とは言わない。この厚く設計されている特別な部分としては、例えば、リブやボス等の補強用突起部又はボルト用突起部、ヒンジ取付部やコーナー部等の部分の剛性を向上させる為に一般的な部分よりも厚く設計されている部分、成形寸法精度を向上させる為の玉縁形状部が挙げられる。

本発明において、一般板厚が２.０ｍｍ以下であることは、インナーパネル１０全体を片側（室内側又は室外側）から見た場合の投影面積を基準にすると、通常、そのインナーパネル１０全体の投影面積の７０％以上の部分の板厚が２.０ｍｍ以下であることと同等である。そして、インナーパネル１０の一般板厚がこのように薄いことによりインナーパネル１０が著しく軽量となり、車両の軽量化の点で非常に有用な樹脂製バックドアとなる。

図１に示す実施形態において、インナーパネル１０の室内側（背面側）の面の上辺の左コーナー部１１及び右コーナー部１２には、ヒンジ取付部及びその周辺を補強する為のヒンジリンフォースが取付けられる。ヒンジ取付部にはヒンジが取付けられ、このヒンジを介してバックドアを車両後部開口の上辺に連結することによってバックドアが揺動可能になる。すなわち、このように連結されたバックドアは、上側に揺動させることにより開き、下側に揺動させることにより閉じる。

図２は、図１に示したインナーパネル１０の上辺の右コーナー部１２の部分拡大図である。この右コーナー部１２のヒンジリンフォースの取付部１３に、ヒンジリンフォースが取り付けられる。ヒンジリンフォース（及びヒンジ）は、通常、ボルト等の固定部品により取り付けられる。

図２に示す実施形態においては、ヒンジリンフォースの取付部１３に複数のボルト穴１４を有する。この複数のボルト穴１４にボルトを螺入することによって、ヒンジリンフォースがインナーパネル１０の室内側の面の上辺の右コーナー部１２に固定される。そして、この実施形態においては、複数のボルト穴１４うちの２つが、周囲に放射状リブ１５ａが設けられているボス１４ａ（インナーパネル１０の表面から隆起した凸形状を有するボルト穴）である。

図２に示すボス１４ａは、他のボルト穴１４と同様にヒンジリンフォースを固定する為のものであると共に、その周囲に放射状リブ１５ａが設けられている点に特徴がある。インナーパネル１０がこのような構成を有するので、バックドアの側壁にかかった力は放射状リブ１５ａを介してボス１４ａに伝わり、さらにボス１４ａ及び放射状リブ１５ａを介してヒンジリンフォースに伝えられる。その結果、ヒンジ取付部及びその周辺のねじれ変形が抑制される。

以上の補強構造によれば、ヒンジ取付部及びその周辺を補強する為の補強部材として知られているヒンジリンフォースと、このヒンジリンフォースを固定する為のボスと、このボスの周囲に設けられる放射状リブとが相互に作用することによって、バックドアのねじれ剛性が顕著に向上する。したがってこのような補強構造は、一般板厚が２.０ｍｍ以下であるインナーパネル１０に対して非常に有効である。

図２に示す実施形態においては、放射状リブ１５ａが設けられているボス１４ａは２つであるが、本発明はこれに限定されない。例えば、放射状リブ１５ａが設けられているボス１４ａの数は１つでも良いし、３つ以上でも良い。また、ボルト穴１４の全てがそのような放射状リブ１５ａが設けられているボス１４ａであっても構わない。

放射状リブ１５ａは、図２に示すように、ボス１４ａを中心として各々外側に伸び出た複数のリブからなる。本発明において、この外側に伸び出たリブの数や具体的なリブ形状は特に限定されない。バックドアの側壁などの所定位置にかかった力を、その中心にあるボス１４ａに伝えることが可能なリブの数やリブ形状であれば良い。また、ボス形状のボルト穴が複数ある場合、そのうち１つ又は２つ以上のボス形状のボルト穴の周囲に放射状リブ１５ａを設けても良いし、全てのボス形状のボルト穴の周囲に放射状リブ１５ａを設けても良い。

放射状リブ１５ａが設けられているボス１４ａは、インナーパネル１０の上辺の左コーナー部１１及び右コーナー部１２の両方のヒンジリンフォースの取付部１３に設けることが好ましいが、その一方のみに設けても構わない。

図２に示す実施形態においては、放射状リブ１５ａが設けられている２つのボス１４ａの上辺横及び側辺下に、各々２つのリブ１５がさらに設けられている。また、２つのボス１４ａの間にも、１つのリブ１５がさらに設けられている。これらリブ１５は、ねじれ剛性（及び場合によっては成形寸法精度）の向上に効果的である。したがってこのようなリブ１５を追加することは、一般板厚が２.０ｍｍ以下であるインナーパネル１０に対して非常に有効である。

ボス１４ａ、放射状リブ１５ａ及びリブ１５は、インナーパネル１０の成形時に同時成形された一体成形部であることが、製造の容易性の点から好ましい。その場合、ボス１４ａ、放射状リブ１５ａ及びリブ１５を構成する材料は、必然的に、インナーパネル１０を構成する樹脂材料と同じ樹脂になる。ただし、本発明はこれに限定されない。例えば樹脂製バックドアの成形後に、ボス１４ａ、放射状リブ１５ａ及びリブ１５を加工して形成しても構わないし、別部品として新たに取付けても構わない。

図３は、図２に示したインナーパネル１０の上辺の右コーナー部１２に、ヒンジリンフォース２０を取付けた状態を示す図である。このようにヒンジリンフォース２０を取り付けたバックドアは、バックドアのねじれ剛性が顕著に向上する。

ヒンジリンフォース２０を構成する材料は特に限定されない。ただし、ねじれ剛性等の強度特性の点から金属製のヒンジリンフォースが好ましい。ヒンジリンフォース２０の具体的なサイズや形状も特に限定されない。バックドアの種類に応じて様々なサイズや形状の公知のヒンジリンフォースを使用できる。また、先に説明した放射状リブ１５が設けられているボス１４ａの位置や数は、このヒンジリンフォース２０の具体的なサイズや形状に応じて適宜決定すれば良い。

図４は、図１に示したインナーパネル１０のベルトラインとピラーの交差部（すなわち図１の右側辺の中央部２２）の部分拡大図である。この図４に示すように、インナーパネル１０のベルトラインとピラーの交差部にも複数のリブ１５が設けられている。これらリブ１５は、ねじれ剛性（及び場合によっては成形寸法精度）の向上に効果的である。したがってこのようなリブ１５を追加することもまた、一般板厚が２.０ｍｍ以下であるインナーパネル１０に対して非常に有効である。

図４に示すようなリブ１５は、インナーパネル１０のベルトラインとピラーの左右の交差部の両方（すなわち図１の右側辺の中央部２２及び左側辺の中央部２１）に設けることが好ましいが、その一方のみに設けても構わない。また図４に示すようなリブ１５も、インナーパネル１０の成形時に同時成形された一体成形部であることが、製造の容易性の点から好ましく、その場合のリブ１５を構成する材料はインナーパネル１０を構成する樹脂材料と同じ樹脂になる。ただし、本発明はこれに限定されない。

図５は、図１に示したインナーパネル１０の下辺の右コーナー部３２の部分拡大図である。この右コーナー部３２にも、複数のリブ１５が設けられている。これらリブ１５も、ねじれ剛性（及び場合によっては成形寸法精度）の向上に効果的である。したがってこのようなリブ１５を追加することもまた、一般板厚が２.０ｍｍ以下であるインナーパネル１０に対して非常に有効である。

図５に示すようなリブ１５も、下辺の左コーナー部３１及び右コーナー部３２の両方に設けることが好ましいが、その一方のみに設けても構わない。また図５に示すようなリブ１５も、インナーパネル１０の成形時に同時成形された一体成形部であることが、製造の容易性の点から好ましく、その場合のリブ１５を構成する材料はインナーパネル１０を構成する樹脂材料と同じ樹脂になる。ただし、本発明はこれに限定されない。

図６（Ａ）は、図１に示したインナーパネル１０の外周フランジの一部（すなわち図１の下辺の一部４１）の部分拡大図であり、図６（Ｂ）は、外周フランジに設けられた玉縁形状部１６の模式的断面図である。この図６（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、インナーパネル１０の外周フランジには玉縁形状部１６が２箇所に設けられている。図６（Ｂ）においては、下側の玉縁形状部１６はインナーパネル１０の外周フランジの下端（インナーパネル１０全体から見ると外周端）に設けられ、上側の玉縁形状部１６はインナーパネル１０の外周フランジの角部の下（インナーパネル１０全体から見ると外周端の玉縁形状部よりも内側）に設けられている。下側の玉縁形状部１６は上側の玉縁形状部１６よりも大きな玉縁形状になっている。また同時に、インナーパネル１０の下辺には複数のリブ１５が一様に設けられていることが好ましい。とくにインナーパネル１０が射出成形体である場合に、下辺にリブを設けることが好ましい。これら玉縁形状部１６及びリブ１５は、成形寸法精度の向上に効果的である。したがってこのような玉縁形状部１６及びリブ１５を追加することもまた、一般板厚が２.０ｍｍ以下であるインナーパネル１０に対して非常に有効である。

図６に示すような玉縁形状部１６は、外周フランジの全体（すなわち外周フランジの上下辺及び左右側辺）に設けることが好ましいが、その一部のみに設けても構わない。さらに、玉縁形状部１６を図６に示すように２箇所に設けることが好ましいが、どちらか１箇所のみに設けても良いし、３箇所以上に設けても良い。玉縁形状部１６の大きさは任意であり、図６に示すように各々異なる大きさにしても良いし、同じ大きさにしても良い。図６に示すようなリブ１５は、インナーパネル１０の下辺全体に一様に設けることが好ましいが、下辺の一部のみに設けても構わない。また図６に示すような玉縁形状部１６及びリブ１５も、インナーパネル１０の成形時に同時成形された一体成形部であることが、製造の容易性の点から好ましく、その場合の玉縁形状部１６リブ１５を構成する材料はインナーパネル１０を構成する樹脂材料と同じ樹脂になる。ただし、本発明はこれに限定されない。

本発明において、インナーパネルを構成する樹脂の種類は特に限定されず、公知の各種樹脂を使用できる。好ましい樹脂としては、例えば、プロピレン系樹脂やエチレン系樹脂等のポリオレフィン系樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アミド系樹脂が挙げられる。また、ガラス繊維、炭素繊維等の短・長繊維を含有する樹脂を使用しても良い。特に、繊維を含有する繊維強化樹脂組成物が好ましい。その成形法としては、例えば、射出成形法やＳＭＣ（シートモールディングコンパウンド）を用いたＳＭＣ成形法が挙げられる。本発明におけるインナーパネルは、特に、繊維強化樹脂組成物を用いて得られた射出成形体、又は、シートモールディングコンパウンドを用いて得られたＳＭＣ成形体であることが好ましい。

本発明においては、インナーパネルの種類によって一般板厚の好適な範囲は異なる。例えば、インナーパネルが繊維強化樹脂組成物を用いて得られた射出成形体である場合は、その一般板厚は２.０ｍｍ以下であり、好ましくは０.５～２.０ｍｍ、より好ましくは０.５～１.８ｍｍである。一方、インナーパネルがシートモールディングコンパウンドを用いて得られたＳＭＣ成形体である場合は、その一般板厚は２.０ｍｍ以下であり、好ましくは１.８ｍｍ以下であり、より好ましくは０.５～１.８ｍｍ、特に好ましくは０.５～１.６ｍｍ、最も好ましくは０.５～１.４ｍｍである。

本発明の車両用樹脂製バックドアは車両の軽量化の点で有用であり、特に、自動車等の車両に実際に使用可能な点で非常に有用である。

１０ インナーパネル
１１ 上辺の左コーナー部
１２ 上辺の右コーナー部
１３ ヒンジリンフォースの取付部
１４ ボルト穴
１４ａ ボス
１５ リブ
１５ａ 放射状リブ
１６ 玉縁形状部
２０ ヒンジリンフォース
２１ 左側辺の中央部
２２ 右側辺の中央部
３１ 下辺の左コーナー部
３２ 下辺の右コーナー部
４１ 下辺の一部

Claims (9)

1. 互いに接着される樹脂製のインナーパネルと、アウターパネルとを有し、前記インナーパネルの一般板厚が２.０ｍｍ以下であり、
   インナーパネルにヒンジ及びヒンジリンフォースが取付けられ、車両後部開口の上辺に前記ヒンジを介して揺動可能に連結される車両用樹脂製バックドアであって、
   前記ヒンジリンフォースの取付部には、前記ヒンジリンフォースを固定する為のボスが突設され、前記ボスの周囲には放射状リブが設けられており、
   前記放射状リブは前記ボスを中心として外側に向かって延びる複数のリブからなり、当該複数のリブのうちの少なくとも１つのリブがバックドアの側壁につながっている、車両用樹脂製バックドア。
2. インナーパネルが、繊維強化樹脂組成物を用いて得られた射出成形体である請求項１に記載の車両用樹脂製バックドア。
3. インナーパネルが、シートモールディングコンパウンドを用いて得られたＳＭＣ成形体であり、一般板厚が１.８ｍｍ以下である請求項１に記載の車両用樹脂製バックドア。
4. 周囲に放射状リブが設けられているボスが、インナーパネルの上辺の左コーナー部及び右コーナー部のうちの一方又は両方のヒンジリンフォースの取付部に設けられている請求項１～３のいずれかに記載の車両用樹脂製バックドア。
5. ボス及び放射状リブが、インナーパネルの成形時に同時成形された一体成形部である請求項１～４のいずれかに記載の車両用樹脂製バックドア。
6. インナーパネルのベルトラインとピラーの交差部にリブが設けられている請求項１～５のいずれかに記載の車両用樹脂製バックドア。
7. インナーパネルの下辺の左コーナー部及び右コーナー部のうちの一方又は両方にリブが設けられている請求項１～６のいずれかに記載の車両用樹脂製バックドア。
8. インナーパネルの外周フランジに玉縁形状部が設けられている請求項１～７のいずれかに記載の車両用樹脂製バックドア。
9. インナーパネルの下部にリブが設けられている請求項１～８のいずれかに記載の車両用樹脂製バックドア。

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