(57)【要約】【課題】締結面に角を有するナットなどの締結部材の板体に対する位置が固定され、応力の集中が起こりにくい車両用パネルとそれを備えるバックドアおよび車両を提供する。【解決手段】車両用パネルは、穴が設けられた板材であるパネル１４と、穴にねじ穴が一致するようにパネル１４に配置され、パネル１４に接する面の外形に少なくとも１つの角を有し、ダイナミックダンパ用の錘３０を固定するためのナット１８と、パネル１４の穴の周囲にナット１８が配置された面上に突出して設けられ、ねじ穴の中心軸を中心としたナットの回転方向の角の位置を規制する位置規制部２２，２４とを備える。好ましくは、ナット１８は、パネル１４に溶接され、ナット１８の板材に溶接された溶接面の外形は四角形である。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
穴が設けられた板材と、
前記穴にねじ穴が一致するように前記板材に配置され、前記板材に接する面の外形に少なくとも１つの角を有し、ダイナミックダンパ用の錘を固定するためのナットと、
前記板材の前記穴の周囲に前記ナットが配置された面上に突出して設けられ、前記ねじ穴の中心軸を中心とした前記ナットの回転方向の前記角の位置を規制する位置規制部とを備える、車両用パネル。
【請求項２】
前記ナットは、前記板材に溶接され、
前記ナットの前記板材に溶接された溶接面の外形は四角形である、請求項１に記載の車両用パネル。
【請求項３】
前記位置規制部による規制によって、前記ナットの外形の角は、前記ナットを配置した前記板材の配置面に垂直な面であって、かつ前記板材の前記穴の中心と前記錘の重心とを結ぶ線を含む面を避けた位置にある、請求項１に記載の車両用パネル。
【請求項４】
前記位置規制部は、前記板材の一部が塑性変形して形成されている、請求項１に記載の車両用パネル。
【請求項５】
前記錘を支持する支持材と、
前記支持材を前記ナットに締結するボルトとをさらに備える、請求項１に記載の車両用パネル。
【請求項６】
前記板材は、前記支持材よりも板厚が薄い、請求項５に記載の車両用パネル。
【請求項７】
請求項１に記載の車両用パネルと、
前記車両用パネルの車室側に取り付けられる内装パネルと、
前記車両用パネルの車外側に取り付けられる外装パネルとを備える、バックドア。
【請求項８】
請求項１に記載の車両用パネルを備える車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用パネルとそれを備えるバックドアおよび車両に関し、特に、車両用パネルに設けられた穴に部品を締結する部分の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
ナットの位置を規制する従来技術が実開平０５−０６４５２３号公報、特開２００２−１２２１２２号公報、特開２００２−３１０１２５号公報に開示されている。
【０００３】
上記のナットの位置を規制する従来技術では座金に位置規制ビードを設けている。これらの座金は、ナットに当接する面の反対側に木材等の柔らかく厚みのある材質を食い込むような角が設けられている。このような構造の座金を使用することによって、ナットを固定する工具を添えなくてもナットの空転を防ぐことができ、ボルトの頭部を回転させるスパナなどの工具のみで締結作業をすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実開平０５−０６４５２３号公報
【特許文献２】特開２００２−１２２１２２号公報
【特許文献３】特開２００２−３１０１２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
車両用パネルに部品を締結するために、ナットとボルトなどの締結部材がしばしば使用される。しかしながら車両用パネルは、板厚の薄い板金であるので、上記の従来技術のような座金、すなわち木材等に対して用いられ、厚みがある基材に対して食い込む座金を使用するのはパネルにダメージを与える恐れがある。
【０００６】
また、パネルに重量のある部品を締結する場合には、ナットや座金の角の位置が悪ければ、締結後に振動等による応力が角に集中し板金が損傷する恐れがあり、これを予防するために板金の厚みを厚くしなければならないという問題も生じる。上記の従来技術では、締結対象である板に対して、ナットや座金の角の位置を規制することは考慮されていなかった。
【０００７】
この発明の目的は、締結面に角を有するナットなどの締結部材の板体に対する位置が固定され、応力の集中が起こりにくい車両用パネルとそれを備えるバックドアおよび車両を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明は、要約すると、車両用パネルであって、穴が設けられた板材と、穴にねじ穴が一致するように板材に配置され、板材に接する面の外形に少なくとも１つの角を有し、ダイナミックダンパ用の錘を固定するためのナットと、板材の穴の周囲にナットが配置された面上に突出して設けられ、ねじ穴の中心軸を中心としたナットの回転方向の角の位置を規制する位置規制部とを備える。
【０００９】
好ましくは、ナットは、板材に溶接され、ナットの板材に溶接された溶接面の外形は四角形である。
【００１０】
好ましくは、位置規制部による規制によって、ナットの外形の角は、ナットを配置した板材の配置面に垂直な面であって、かつ板材の穴の中心と錘の重心とを結ぶ線を含む面を避けた位置にある。
【００１１】
好ましくは、位置規制部は、板材の一部が塑性変形して形成されている。
好ましくは、錘を支持する支持材と、支持材をナットに締結するボルトとをさらに備える。
【００１２】
より好ましくは、板材は、支持材よりも板厚が薄い。
この発明は、他の局面では、上記いずれかの車両用パネルと、車両用パネルの車室側に取り付けられる内装パネルと、車両用パネルの車外側に取り付けられる外装パネルとを備える、バックドアである。
【００１３】
この発明は、他の局面では、上記いずれかの車両用パネルを備える車両である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、ナットなどの締結部材の角の位置が応力の集中が発生しにくい位置に規制されるので、車両用パネルの板厚を薄くすることができ、車両のコストを下げることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】車両のバックドアパネルについて説明するための図である。
【図２】バックドアパネルの中央部分の縦方向断面図である。
【図３】外装パネルと内装パネルを外した車両用パネルを車室外側から見た斜視図である。
【図４】外装パネルと内装パネルを外した車両用パネルを車室内側から見た斜視図である。
【図５】車両用パネルに溶接されるウエルドナットの斜視図である。
【図６】車両用パネルに溶接された後のウエルドナット溶接部分の拡大図である。
【図７】車両用パネルに溶接された後のウエルドナット溶接部分の上面図である。
【図８】図７のウエルドナットにブラケットおよびボルトが組み付けられた状態におけるＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ断面を示した図である。
【図９】ウエルドナットの角の位置が変更された比較例を示した図である。
【図１０】ウエルドナットの上面視の寸法を説明するための図である。
【図１１】板材の穴および規制用突起とウエルドナットの側面視の寸法の大小関係を説明するための図である。
【図１２】板材に設けられる位置規制部の第１変形例を示した図である。
【図１３】板材に設けられる位置規制部の第２変形例を示した図である。
【図１４】板材に設けられる位置規制部の第３変形例を示した図である。
【図１５】板材に設けられる位置規制部の第４変形例を示した図である。
【図１６】ダイナミックダンパ用錘が取り付けられるブラケットの変形例を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、図中同一または相当する要素には同一符号を付し、説明は繰返さない。
【００１７】
図１は、車両のバックドアパネルについて説明するための図である。図１を参照して、車両１は、車両後部にバックドアパネル１０を含む。図１に示したバックドアパネル１０は、車両の上方向に開くものであるが、左右方向に開くものであってもよい。バックドアパネル１０は、車室の後方部の壁の一部を構成する。
【００１８】
車両が走行すると、振動が発生するが、特定の周波数では車室の壁の振動が大きくなり、車室内にこもり音が発生する。このこもり音の原因となる振動を抑制するために、車室の壁にダイナミックダンパを取り付ける場合がある。
【００１９】
具体的には、走行中に耳に聞こえる音の周波数帯をマスダンパによってずらすために、ダイナミックダンパを構成する錘をバックドアに取り付けると車室内の静粛性が向上する。
【００２０】
図２は、バックドアパネルの中央部分の縦方向断面図である。図３は、外装パネルと内装パネルを外した車両用パネルを車室外側から見た斜視図である。図４は、外装パネルと内装パネルを外した車両用パネルを車室内側から見た斜視図である。
【００２１】
図２〜図４を参照して、バックドアパネル１０は、金属製の板金であるパネル１４に、外装用パネル１２と図示しない内装用パネルと窓ガラスとを含んで構成される。パネル１４の中央部には、ダイナミックダンパ用の錘３０を収容するために開口部が設けられている。パネル１４には、ダイナミックダンパ用の錘３０がブラケット１６によって取り付けられる。
【００２２】
ブラケット１６には、２本のボルトによって錘３０が取り付けられている。パネル１４の錘３０を収容するための開口の周囲の３か所には、ナット１８が溶接されており、ブラケット１６は、これらのナット１８と図示しないボルトとによってパネル１４に締結されている。
【００２３】
図５は、車両用パネルに溶接されるウエルドナットの斜視図である。図６は、車両用パネルに溶接された後のウエルドナット溶接部分の拡大図である。
【００２４】
ナット１８は、上面視でパネル１４との当接面の外形が四角形である。ナット１８とパネル１４とは、プロジェクション溶接法によって溶接される。ナット１８には、溶接前は、当接面の４隅に突起が設けられている。パネル１４の上に配置されたナット１８は、上面に電極が押し当てられパネル１４に押し付けられる。この状態で電極からナット１８を経由してパネル１４に電流が流されることにより４隅の突起に電流が集中し突起が溶融してパネル１４にナット１８が溶接される。
【００２５】
このような、パネルへの当接面の外形が四角形であるナット１８は、製造コストも安く、比較的よく用いられるものである。そして、このような形状のナットを自動溶接するための自動搬送用設備も既存であり、ナットの形状を変更すると新たに自動搬送用設備に変更を加える必要があるので、ナットの形状を変更することは好ましくない。
【００２６】
図６に示すように、溶接時にナットの位置を規制するための位置規制部２２，２４がナット１８の周囲に設けられている。位置規制部２２，２４は、ナット１８の取り付け面に突出する突起であればどのような方法で形成されてもよい。好ましくは、プレス加工によってパネル１４を成型する際に同時に位置規制部２２，２４が形成されるようにプレス型を作っておくと低コストで実現可能である。
【００２７】
図７は、車両用パネルに溶接された後のウエルドナット溶接部分の上面図である。図８は、図７のウエルドナットにブラケットおよびボルトが組み付けられた状態におけるＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ断面を示した図である。なお、このＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ断面は、ナット１８を配置したパネル１４の配置面に垂直な面であって、かつ板材の穴の中心と錘３０の重心とを結ぶ線を含む面である。
【００２８】
図７、図８を参照して、ナット１８の両脇には、ナット１８の位置を規制するための位置規制部２２，２４が設けられている。ナット１８とボルト１９とによって、パネル１４とブラケット１６が締結される。ブラケット１６はパネル１４よりも板厚が厚い。
【００２９】
ナット１８は、パネル１４に溶接されており、ボルト１９とブラケット１６との間には座金２０が配置されている。なお、ナット１８は必ずしもパネル１４に溶接されていなくてもよい。
【００３０】
ブラケット１６には、図２〜図４に示した錘３０が取り付けられている。錘３０の重量は、数ｋｇ〜数１０ｋｇである。このような重量があるものがパネル１４に取り付けられると、パネル１４には矢印Ｄ１に示す方向に錘３０がぶら下がることになる。そして車両が振動すると、パネル１４には図８の破線で示した矢印Ｆのような向きに曲げ応力が加わる。ナット１８のパネル１４の当接面の外形には角があるので、ナット１８の向きが悪ければ、角に応力が集中する場合がある。応力σ、荷重Ｆ、荷重が作用している面の面積Ａの間には、σ＝Ｆ／Ａの関係がある。
【００３１】
図９は、ウエルドナットの角の位置が変更された比較例を示した図である。図７と図９とにそれぞれ示した応力が集中する破線部を比較すると、図７の破線で囲んだ部分Ｓ１，Ｓ２に比べて図９の破線で囲んだ部分Ｓ３，Ｓ４はそれぞれ面積が小さい。上式において、荷重Ｆが同じでも面積Ａが小さくなるので、部分Ｓ３，Ｓ４に発生する応力σは大きくなる。したがって、図９の向きに配置されたナット１８Ａは、図７の向きに配置されたナット１８よりもパネル１４に大きな応力を発生させてしまう。
【００３２】
たとえば、穴位置を合わせるのみでナットの角の位置までは合わせないでナットを自動溶接することも可能である。たとえば、一般的なブロジェクション溶接の溶接電極のヘッドは、円形で平たくなっており、ナットを方向を規制するようにはなっていない。しかしそのような方法を採用すると、ナットの回転方向の角の位置はどのようになるかわからない。
【００３３】
図９に示す向きのナットの取り付けを許容するためには、大きな応力に耐えるためにパネル１４の厚さを厚くする必要がある。本実施の形態では、パネル１４に位置規制部２２，２４を形成し、ナット１８の向きが図９のナット１８Ａのようになってしまうのを防いでいる。言い換えると、図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ断面を避けた位置にナット１８の角部がくるように位置決めが行なわれる。したがって応力集中が避けられるので、パネル１４の板厚を薄くできる。このため、車両の重量やコストを削減することができる。
【００３４】
次に、位置規制部とナットの位置関係をもう少し詳細に説明する。
図１０は、ウエルドナットの上面視の寸法を説明するための図である。図１１は、板材の穴および規制用突起とウエルドナットの側面視の寸法の大小関係を説明するための図である。
【００３５】
図１０、図１１を参照して、ナット１８の四角形の底面の１辺の長さは、Ｗ１で示される。また、ナット１８の四角形の底面の対角線の長さは、Ｗ２で示される。これに対して、パネル１４から位置規制部２２，２４が立ち上がり部分の内側寸法は、Ｗ３で示される。穴の両側に位置規制部が形成される場合には、Ｗ１＜Ｗ３＜Ｗ２の関係が満たすように位置規制部２２，２４がパネル１４に形成される。
【００３６】
なお、必ずしも位置規制部はナットの両側に形成される必要はない。この場合には、パネル１４の穴およびナット１８のねじ穴の中心Ｏから位置規制部２２または２４の立ち上がり部までの寸法を（１／２）Ｗ３とすると、ナットの一辺および対角線も寸法は各々１／２とすれば、（１／２）Ｗ１＜（１／２）Ｗ３＜（１／２）Ｗ２を満たせばよい。
【００３７】
図１２〜図１５は、板材に設けられる位置規制部の変形例を示した図である。
図１２には、ナット１８の四方に位置規制部２２，２４，２６，２８が設けられた例が示されている。図１３には、ナット１８の両側であって、図７とは異なる位置に位置規制部２６，２８が設けられた例が示されている。図１４には、ナット１８の三方に位置規制部２２，２６，２８が設けられた例が示されている。図１５には、ナット１８の両側であって、図７や図１３とは異なる形状の位置規制部２６Ａ，２８Ａが設けられた例が示されている。これらのいずれもナット１８が配置される面側に突出するように位置規制部が設けられている。これらの位置規制部はナット１８のねじ穴と中心が一致する穴をパネル１４に形成する際にプレス加工によって同時に形成することが可能である。
【００３８】
図１６は、ダイナミックダンパ用錘３０Ｂが取り付けられるブラケットの変形例を示した図である。図３、図４には、パネル１４にブラケット１６がボルトとナットによって３点で締結される例を示した。しかし、図１６に示すように２点で締結される場合にも、ナット１８Ｂの位置を規制する位置規制部２２Ｂ，２４Ｂを設けることにより、本発明は適用可能であり、４点以上で締結される場合であっても本発明は適用可能である。
【００３９】
最後に、再び図を参照して本実施の形態について総括する。図４に示すように、本実施の形態の車両用パネルは、穴が設けられた板材であるパネル１４と、穴にねじ穴が一致するようにパネル１４に配置され、パネル１４に接する面の外形に少なくとも１つの角を有し、ダイナミックダンパ用の錘３０を固定するためのナット１８と、パネル１４の穴の周囲にナット１８が配置された面上に突出して設けられ、ねじ穴の中心軸を中心としたナットの回転方向の角の位置を規制する位置規制部２２，２４とを備える。
【００４０】
好ましくは、ナット１８は、パネル１４に溶接され、図１０に示すように、ナット１８の板材に溶接された溶接面の外形は四角形である。
【００４１】
好ましくは、図７に示すように、位置規制部２２，２４による規制によって、ナット１８の外形の角は、ナット１８を配置したパネル１４の配置面に垂直な面であって、かつパネル１４のナットを取り付ける穴の中心と錘３０の重心とを結ぶ線を含む面（図８に示す断面）を避けた位置にある。
【００４２】
好ましくは、位置規制部２２，２４は、図１１に示すように、パネル１４の一部が、たとえばプレス加工などによって塑性変形して形成されている。
【００４３】
好ましくは、車両用パネルは、錘３０と、錘３０を支持する支持材であるブラケット１６と、支持材をナット１８に締結するボルト１９とをさらに備える。
【００４４】
より好ましくは、図８に示すように、パネル１４は、支持材であるブラケット１６よりも板厚が薄い。
【００４５】
なお、本実施の形態では、パネルに位置規制部としての突起をプレスで成形した例を示したが、代わりに位置規制部として突起をパネルに接着したりパネル状にプレスとは異なる方法でガイドになるようなビードを形成しても良い。
【００４６】
また、本実施の形態ではナット１８はパネルに溶接される例を示したが、溶接しない場合であってもナットの角の位置を同様な方法で位置決めすれば同様な効果が得られる。
【００４７】
さらに、本実施の形態では、バックドアパネルにダイナミックダンパ用の錘を取り付ける例を示したが、車室の他の壁（たとえば、運転席のルーフなど）に錘を取り付ける際にも同様に本発明を適用することもできる。
【００４８】
今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００４９】
１  車両、１０  バックドアパネル、１２  外装用パネル、１４  パネル、１６  ブラケット、１８，１８Ａ  ナット、１９  ボルト、２０  座金、２２，２４，２６，２８，２６Ａ，２８Ａ，２２Ｂ，２４Ｂ  位置規制部、３０，３０Ｂ  錘。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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