(57)【要約】【課題】軽量でありながら、効果的に剛性を高めることが可能な車両の後部ドアの構造を提供する。【解決手段】車内側のインナパネル２ａと車外側のアウタパネル３を組み合わせた後部ドア構造１ａにおいて、インナパネル２ａが後部ドア構造１ａの外形形状に沿う形状の枠部２ａを有し、枠部２ａの上部には窓枠部５ａが形成され、窓枠部５ａの下端両隅部の間にわたって別体の横ビーム６ａを取り付ける。前記横ビーム６ａを別体としたことにより、横ビーム６ａのプレス方向をインナパネル２ａのプレス方向と独立に設定でき、後部ドアを閉める際に生じる後部ドア構造１ａの振動を効果的に抑制できる。また、インナパネル２ａの成形性を高めることができ、後部ドア構造１ａの曲げに対する剛性を高めることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車内側のインナパネルと車外側のアウタパネルとを有する車両の後部ドア構造であって、
前記インナパネルは、プレス成形により成形され、前記後部ドアの外形に沿った形状の枠部を有していること、
前記枠部の上部には窓ガラスが取り付けられる窓枠部が形成されていること、
および前記窓枠部の下端両隅部の間にわたって別体の横ビームが取り付けられていること、
を特徴とする車両の後部ドア構造。
【請求項２】
前記横ビームはプレス成形によって成形されていること、
および前記インナパネルと前記横ビームは異なるプレス方向で成形されていること、
を特徴とする請求項１に記載の車両の後部ドア構造。
【請求項３】
前記窓枠部の下端両隅部において、前記インナパネルの前記枠部と略直角になるように前記横ビームが取り付けられていること、
を特徴とする請求項１または２に記載の車両の後部ドア構造。
【請求項４】
前記インナパネルと前記横ビームとは、前記後部ドアの内外方向に異なる断面幅を有すること、
を特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の車両の後部ドア構造。
【請求項５】
前記横ビームと前記インナパネルとは、異なる板厚を有すること、
を特徴とする請求項１乃至４のいずれかの項に記載の車両の後部ドア構造。
【請求項６】
前記インナパネルと前記横ビームとは異なる材料であること、
を特徴とする請求項１乃至５いずれかの項に記載の車両の後部ドア構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軽量でありかつ剛性を高くすることが可能な車両用のはね上げ式後部ドア構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両後部のテールゲートに取り付けられるはね上げ式ドアは、通常ヒンジ構造により車両に取り付けられている。このはね上げ式ドアは上端部のヒンジを中心として回転させて、開閉を行う構造である。このような後部ドアは、衝突強度を向上させるためおよび悪路走行時のこもり音防止のため、剛性を高くする必要がある。一方、車両の燃費向上および開閉の容易性の要求があるため、このはね上げ式後部ドアは軽量でなければならない。そのため、従来の車両に取り付けられるはね上げ式後部ドアは、アウタパネルと開口部を設けたインナパネルの２枚の薄板パネルを組み合わせ、それらの形状で補強する構造のものが多い。
【０００３】
図７は、従来のはね上げ式の後部ドア構造を構成するインナパネルの一例を示す斜視図である。この例のインナパネル２ｃでは、後部ドアの外形形状に沿う枠部４ｃが形成されている。枠部４ｃの上部には、窓枠部５ｃが形成され、窓ガラスが配置される開口部８ｃが設けられている。軽量化を図るため、インナパネル２ｃの下部には、開口部９ｃが設けられている。インナパネル２ｃでは、これら２つの開口部８ｃ、９ｃを仕切っている横ビーム６ｃが形成されている。横ビーム６ｃは、枠部４ｃと一体でプレス成形されて形成され、インナパネル２ｃの横方向の曲げに対する剛性を高くするための部分である。特許文献１および特許文献２に開示されている例も、前記例と同様に、軽量化のために設けられたインナパネルの開口部分をビームやリインフォースメント等で補強するものである。
【特許文献１】特許３０１３９２１号公報
【特許文献２】特表平１１−５１４６１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来のはね上げ式後部ドア構造に用いられるインナパネル２ｃの補強用の横ビーム６ｃは、インナパネル２ｃのプレス成形時に一体で形成されていたため、次のような問題がある。
【０００５】
一つは、図７に示すインナパネル２ｃのように横ビーム６ｃを一体成形した場合、プレス成形性の制限により、高延性のパネル材料を用いない限り、インナパネル２ｃの開口部８ｃおよび９ｃの外縁部に形成される切り起こし壁１１ｃを十分高く形成するのが困難であるという問題である。そのため、インナパネル２ｃの剛性を上げるのに制限がある。
【０００６】
一つは、横ビーム６ｃとインナパネル２ｃの枠部４ｃの結合されているコーナ部１２ｃは、一定以上Ｒを大きくする必要があり、後部窓ガラス用の開口部８ｃが小さくなるという問題である。そのため、車両の後方視界が狭まっていた。
【０００７】
一つは、はね上げ式後部ドアを閉めるときのドアの振動を抑制する上で、はね上げ式後部ドアの回転する円周の接線方向のインナパネル２ｃの曲げに対する剛性を高めることが困難であるという問題である。はね上げ式の後部ドアを閉める際には、この後部ドアは、その回転する円周の接線方向に力を受ける。そのため、横ビーム６ｃの切り起こし壁１１ｃが、はね上げ式後部ドアの回転する円周の接線方向と平行であるならば、効果的にはね上げ式後部ドアの振動が効果的に抑制される。しかし、横ビーム６ｃの切り起こし壁１１ｃの壁面の傾きは、インナパネル２ｃのプレス成形の向きによって決まってしまうため、前記のように効果的な向きにはなっていない。そのため、はね上げ式後部ドアを閉めるときのドアの振動を抑制することが困難であった。
【０００８】
さらに一つの問題は、前記した一体成形の場合、横ビーム６ｃのパネル厚さを変更することができないということである。たとえば、横ビーム６ｃのパネル厚さを軽量化のために枠部４ｃよりも薄くする等の設計変更を行うことができない。
【０００９】
本発明は、前記従来の課題を解決するものであり、軽量であり、かつ効果的に剛性を高めることが可能で、しかも後方視界を向上させることのできる車両の後部ドアの構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、車内側のインナパネルと車外側のアウタパネルとを有する、車両の後部ドア構造であって、前記インナパネルは、プレス成形により成形され、前記後部ドアの外形に沿った形状の枠部を有していること、前記枠部の上部には窓ガラスが取り付けられる窓枠部が形成されていること、および前記窓枠部の下端両隅部の間にわたって別体の横ビームが取り付けられていることを特徴とする。請求項１に記載の発明の発明によれば、後部ドア構造において、インナパネルとそれに接合される横ビームとを、別々に成形することができる。そのため、個々の部材につき、後部ドア構造の剛性を高めるための望ましい形状にすることができる。
【００１１】
前記課題を解決するため、請求項２に記載の発明は、前記横ビームはプレス成形によって成形されていること、および前記インナパネルと前記横ビームは異なるプレス方向で成形されていることを特徴とする。請求項２に記載の発明によれば、インナパネルおよび横ビームのプレス成形の自由度を高めることができる。
【００１２】
前記課題を解決するため、請求項３に記載の発明は、前記窓枠部の下端両隅部において、前記インナパネルの前記枠部と略直角になるように前記横ビームが取り付けられていることを特徴とする。請求項３に記載の発明によれば、インナパネルの窓枠部の下隅部を拡大することができる。その結果、窓ガラスの下隅部での視界を向上させることができる。
【００１３】
前記課題を解決するため、請求項４に記載の発明は、前記インナパネルと前記横ビームとは、前記後部ドアの内外方向に異なる断面幅を有することを特徴とする。請求項４に記載の発明によれば、横ビームのプレス成形性にかかわらず、インナパネルの枠部を後部ドアの内外方向に深く設定することができる。その結果、後部ドア構造の剛性を高めることができる。
【００１４】
前記課題を解決するため、請求項５に記載の発明は、前記横ビームと前記インナパネルとは、異なる板厚を有することを特徴とする。請求項５に記載の発明によれば、横ビームの板厚を小さくして、後部ドア構造の軽量化を図ることができる。
【００１５】
前記課題を解決するため、請求項６に記載の発明は、前記インナパネルと前記横ビームとは異なる材料であることを特徴とする。請求項６に記載の発明によれば、横ビームをアルミ合金等で形成することより、部ドア構造の軽量化を図ることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明にかかる車両の後部ドア構造によれば、高延性のパネル材料を使用することなくインナパネルのプレス成形性を向上させ、形状の自由度を高くすることができる。その結果、インナパネルの剛性を高めることができる。また、後部窓ガラス用の開口部分を従来よりも大きくして、車両の後方視界を広くすることができる。また、補強用の横ビームのプレス成形の方向を、後部ドアを閉める際の振動抑制のために必要なインナパネルの剛性を高める上で、最適な方向にすることができる。また、軽量化等を目的として、横ビームの板厚を変更することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明を実施するための最良の実施形態について説明する。まず、本実施形態の構成について図１乃至図５を参照して説明する。
【００１８】
図１は、本実施形態の後部ドア構造が取り付けられた車両を後方から見た概略図である。本実施形態の後部ドア構造１ａは、インナパネル２ａとアウタパネル３より構成されている。後部ドア構造１ａはヒンジ１４により車両Ｖに取り付けられている。インナパネル２ａとアウタパネル３は、ヘミング加工やスポット溶接等で組み合わされている。インナパネル２ａには、後部ドア構造１ａの外形形状に沿った枠部４ａが形成されている。枠部４ａには、窓ガラス７が取り付けられる窓枠部５ａが形成されており、横ビーム６ａが取り付けられている。枠部４ａの下端にはロック取り付け部１０が形成されている。
【００１９】
図２は、本実施形態の後部ドア構造に用いられるインナパネルの斜視図である。インナパネル２ａを構成する枠部４ａの上部には、窓枠部５ａが形成されている。この枠部４ａはプレス成形により成形される。この窓枠部５ａの下端に位置する一対の窓枠部５ａ側の溶接部１３，１３には、別体の横ビーム６ａが車外側から、スポット溶接で取り付けられている。その結果、一対の溶接部１３、１３間の開口部にわたって横ビーム６ａが取り付けられている。なお、本実施形態では、後部ドアを閉める際の衝撃に対する強度が高くなるように、横ビーム６ａは車外側から取り付けられているが、車内側から窓枠部５ａ側の溶接部１３、１３に取り付けてもよい。
【００２０】
横ビーム６ａの上部には、窓ガラスが取り付けられる開口部８ａが設けられている。また、横ビーム６ａの下部には、開口部９ａが設けられている。これらの開口部８ａ、９ａの外縁部には、切り起こし壁１１ａが形成されている。切り起こし壁１１ａは、インナパネル２ａの曲げに対する剛性を高める作用がある。
【００２１】
図３（ａ）は、本実施形態で用いられる別体の横ビーム６ａの斜視図である。図３（ｂ）は、本実施形態で用いられる横ビーム６ａの中央部のＣ−Ｃ断面図である。横ビーム６ａは、プレス成形によりインナパネル２ａの枠部４ａと別体で成形される部材である（図１および図２参照）。横ビーム６ａは、両端に一対の横ビーム６ａ側の溶接部２３、２３が形成されている。これら一対の溶接部２３、２３は、同一の平面上にあり、前記したようにインナパネル２ａを構成する枠部４ａに形成された窓枠部５ａにスポット溶接される（図２参照）。
【００２２】
これら溶接部２３に挟まれた部分がビーム部２１になっている。ビーム部２１には、一対の切り起こし部２２が形成されている。切り起こし部２２は、インナパネル２ａの横方向の曲げに対する剛性を大きくするために設けられている。
【００２３】
切り起こし部２２の高さは、ビーム部２１の両端から中央部にかけて高くなっている。中央部で最大高さＬ３になっている。したがって、横ビーム６ａの断面積は中央部が最大でビーム部２１の両端で最小となるアーチ形状になっている。このようにすることで、横ビーム６ａにかかる曲げ応力が、横ビーム６ａ内で均一になるようにしている。
【００２４】
また、横ビーム６ａは、枠部４ａと別体で成形されるので、形状の自由度が、従来例の横ビーム６ｃ（図７参照）より高い。たとえば、横ビーム６ａの切り起こし部２２の最大高さＬ３を従来例の横ビーム６ｃの切り起こし壁１１ｃよりも高くすることは容易にできる。また、切り起こし部２２の高さを全体として高くすれば、枠部４ａよりも薄いパネル材料でプレス成形したもので横ビーム６ａにした場合でも、横ビーム６ａの曲げに対する剛性を同等に保つことが可能である。
【００２５】
また、横ビーム６ａは、別体でプレス成形されプレス成形性が良好なので、ビーム部２１の底部２４および上部湾曲部２５に、軽量化のため穴を形成することは比較的容易にできる。横ビーム６ａの上部湾曲部２５には、ワイパーモータ等を取り付けるための穴を形成する場合があるが、プレス成形性が良好なため、どの部位にでも穴を穿けることが可能である。たとえば、横ビーム６ａには、ワイパーモータ等が取り付けられるため、予め固定用のウェルドナット等を横ビーム６ａの上部湾曲部２５に溶接しておくことができる。
【００２６】
本実施形態の後部ドア構造１ａ（図１参照）で用いられるインナパネル２ａの横ビーム６ａでは、横ビーム６ａを成形する際のプレス成形の方向（以下、「プレス方向」という）が一対の溶接部２３の面と垂直な方向と一定の角度αをなしている。図３（ｂ）からわかるように、横ビーム６ａのプレス方向は、溶接部２３の面の垂直方向と角度αをなしている。そのため、プレス成形によって形成される切り起こし部２２の面は、一対の溶接部２３の面に対して垂直ではない。インナパネル２ａを含む後部ドア構造１ａが車両Ｖに取り付けられたときに、後部ドア構造１ａは、後部ドア構造１ａを取り付けるヒンジ１４を中心として回転する。このとき、切り起こし部２２の面は後部ドア１の回転円の接線方向と平行になるように、プレス方向が一対の溶接部２３の面の垂直方向に対して角度αをなすようにしているのである。
【００２７】
図４は、本実施形態で用いられるインナパネル２ａのＡ方向矢視図（図２参照）である。図３（ｂ）で示した、横ビーム６ａのプレス方向と一対の溶接部２３、２３の面の垂直方向のなす角度αは、一対の溶接部２３、２３の面と横ビーム６ａの中心とヒンジ１４を結んだ線ｌのなす角度に対応するものである。この対応によって、横ビーム６ａのプレス方向は、インナパネル２ａのヒンジ１４を中心とした後部ドアの回転円の接線方向と平行になっている。
【００２８】
後部ドアを閉めたとき、その回転円の接線方向に後部ドア構造１ａは力を受ける（図１および図３参照）。その結果、後部ドア構造１ａには振動が生じる。しかし、前記したように、横ビーム６ａのプレス方向を後部ドア構造１ａの回転円の接線方向と平行にすることによって、前記した回転円の接線方向と平行である横ビーム６ａの切り起こし部２２（図３参照）の剛性により、前記振動を効果的に抑えることができる。
【００２９】
図７に示す従来例のインナパネル２ｃでは、横ビーム６ｃが枠部４ｃと一体でプレス成形されているので、枠部４ｃと横ビーム６ｃのプレス方向は常に同一である。しかし、本実施形態の横ビーム６ａのプレス方向は、インナパネル２ａのプレス方向と一致するものではない（図４参照）。本発明において、横ビーム６ａは、インナパネル２ａとは別体なので、両部材のプレス方向は独立に決めることができる。
【００３０】
横ビーム６ａはインナパネル２ａの枠部４ａとは別体であるから、横ビーム６ａのパネルの厚さは、前記したように軽量化等の目的で枠部４ａと異なる厚さにすることができる。また、横ビーム６ａの材料を枠部４ａと異なるものにすることができる。
【００３１】
インナパネル２ａの横ビーム６ａと窓枠部５ａが溶接されるコーナ部１２ａ（図２参照）について、図７に示す従来例のインナパネル２ｃのコーナ部１２ｃと比較して説明する。図５（ａ）は、本実施形態のインナパネルの横ビームが溶接されている図２のＢ部の拡大図である。図５（ｂ）は、図７に示す比較例のインナパネルの横ビームが溶接されている図７のＤ部の拡大図である。図５（ａ）からわかるように、本実施形態のインナパネル２ａの場合、横ビーム６ａは窓枠部５ａと略直角に取り付けられている。一方、図５（ｂ）の比較例のインナパネル２ｃの場合、横ビーム６ｃは窓枠部５ｃと一体にプレス成形されるため、コーナ部１２ｃは、プレス成形性を確保するため、一定以上のＲを設ける必要がある。その結果、インナパネル２ｃの窓ガラス用の開口部８ｃは、本実施形態のインナパネル２ａの開口部８ａよりも小さくなっている。
【００３２】
本実施形態の後部ドア構造１ａに用いられるインナパネル２ａの場合、横ビーム６ａが別体なので、インナパネル２ａの切り起こし壁１１ａの高さＬ１（図５（ａ）および図２参照）は、横ビーム６ａの切り起こし部２２（図３参照）の最大高さＬ３と独立に決められる。一方、比較例（図５（ｂ）および図７参照）の場合、横ビーム６ｃが一体成形されるためプレス成形性に限界があり、切り起こし壁１１ｃの高さＬ２は、枠部４ｃおよび横ビーム６ｃにおいてともにプレス成形により制限をうけ、一定の限界高さＬｃ（図示しない）以下である。
【００３３】
インナパネル２ａの場合、横ビーム６ａが枠部４ａと別体なので、従来例のインナパネル２ｃに比べて、プレス成形性が良好である。そのため、切り起こし壁１１ａの高さＬ１を比較的容易に切り起こし壁１１ｃの限界高さＬｃよりも高くすることができる。したがって、必要に応じて、切り起こし壁１１ａの高さＬ１を高くして、すなわち、後部ドア構造１ａの内外方向の断面幅を大きくして、インナパネル２ａを構成する枠部４ａの剛性を高めることができる。
【００３４】
次に、以上述べた本実施形態の後部ドア構造１ａの構成に基づき、その効果について説明する。
【００３５】
本実施形態の後部ドア１ａ構造の場合、インナパネル２ａの横ビーム６ａのプレス方向を、インナパネル２ａのプレス方向と独立に決めることができる。そのため、前記したように、横ビーム６ａのプレス方向を選択することにより、従来例に比べて、後部ドアを閉める際のドアの振動を効果的に抑えることができる。
【００３６】
本実施形態の後部ドア構造１ａに用いられるインナパネル２ａの場合、横ビーム６ａが別体で取り付けられるため、従来例に比べてインナパネル２ａのプレス成形性が向上している。そのため、インナパネル２ａの枠部４ａの切り起こし壁１１ａの高さを、従来例のインナパネル２ｃの切り起こし壁１１ｃの高さよりも高くすることができる。これにより、インナパネル２ａの剛性を高めることができる。
【００３７】
本実施形態の後部ドア構造１ａに用いられるインナパネル２ａの場合、図５（ａ）に示すように横ビーム６ａが枠部４ａの窓枠部５ａと前記したように略直角で接合される。そのため、図７に示す横ビーム６ｃを枠部４ｃの窓枠部５ｃと一体成形する従来例に比べて、窓ガラス用の開口部８ａが拡大して後方視界が向上する。
【００３８】
本実施形態の後部ドア構造１ａに用いられるインナパネル２ａの場合、横ビーム６ａは枠部４ａと別体のため（図２参照）、その形状を変化させて、インナパネル２ａの剛性を効果的に高めることができる。また、必要に応じて、横ビーム６ａの板厚を枠部４ａより薄くあるいは厚くして、インナパネル２ａの軽量化あるいは剛性向上の目的を達成することができる。さらに、横ビーム６ａの材料を枠部４ａと変えることも可能である。たとえば、軽量化の目的で、横ビーム６ａをアルミ合金製にすることができる。
【００３９】
また、横ビーム６ａが枠部４ａ別体なので、枠部４ａのプレス成形により、打ち抜かれたウィンド開口部分のパネル材料が比較的大きい。そのため、プレスにより打ち抜かれたパネル材料を利用して他の部品を製造することができる。
【００４０】
本実施形態の後部ドア構造１ａの場合、別体の横ビーム６ａに予め、ナット等の小物部品を組み付けておくことができる。たとえば、ワイパーモータを取り付けるためのウェルドナットを予め横ビーム６ａに溶接しておくことができる。このようにすれば、パネルと溶接する部品点数が削減でき、溶接工程の簡略化が図れる。
【００４１】
本発明の実施形態は、以上説明した実施形態に限定されるものではない。本発明の趣旨から逸脱しない範囲で各構成要件の実施態様を変えることが可能である。たとえば、図４に示す横ビーム６ａのプレス方向は後部ドアの回転円の接線方向と完全に平行である必要はない。また、インナパネル２ａの枠部４ａを次のように変更したものも本発明の技術的範囲に含まれる。
【００４２】
図６は、本発明の他の実施形態で用いられるＶ字形補強枠により補強されたインナパネルの斜視図である。この実施形態において、インナパネル２ｂの枠部４ｂの上部は、図２のインナパネル２ａの枠部４ａと同一である。しかし、枠部４ｂに設けられた窓枠部５ｂの下端の両隅部より、ロック取り付け部１０にかけて、Ｖ字形補強枠部１５が設けられ、Ｖ字形補強枠部１５の両側に開口部１６ａ、１６ｂが設けられている。
【００４３】
図６に示すインナパネル２ｂを用いる後部ドア構造においては、別体の横ビーム６ｂが接合にされているため、前記したように、枠部４ｂのプレス成形性は良好である。そのため、切り起こし壁１１ｂの高さを高くしたＶ字形補強枠部１５によりインナパネル２ｂは十分な剛性を有する。したがって、図６に示すインナパネル２ｂを用いた後部ドア構造の場合は、前記した後部ドア構造１ａの効果をすべて有するが、開口部１６ａ、１６ｂの作用により、特に後部ドア構造を軽量化する上でより効果的である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本実施形態の後部ドア構造が取り付けられた車両を後方から見た概略図である。
【図２】本実施形態の後部ドア構造に用いられるインナパネルの斜視図である。
【図３】（ａ）および（ｂ）は、本実施形態で用いられる別体の横ビームの、それぞれ斜視図および中央部のＣ−Ｃ断面図である。
【図４】本実施形態で用いられるインナパネルの図２におけるＡ方向矢視図である。
【図５】（ａ）および（ｂ）はそれぞれ、本実施形態のインナパネルの横ビームが溶接されているＢ部の拡大図、および、図７に示す従来例のインナパネルの横ビームが溶接されているＤ部の拡大図である。
【図６】本発明の他の実施形態で用いられるＶ字形補強枠により補強されたインナパネルの斜視図
【図７】従来のはね上げ式の後部ドア構造を構成するインナパネルの一例を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００４５】
１ａ      後部ドア構造
２ａ，２ｂ，２ｃ      インナパネル
３      アウタパネル
４ａ，４ｂ，４ｃ      枠部
５ａ，５ｂ，４ｃ      窓枠部
６ａ，６ｂ，６ｃ      横ビーム
１１ａ，１１ｂ，１１ｃ    切り起こし壁
１２ａ，１２ｃ      コーナ部
１３      溶接部（窓枠部）
１４      ヒンジ
２１      ビーム部
２２      切り起こし部
２３      溶接部（横ビーム）
【図１】
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【図２】
2007237953.tif 000004
【図３】
2007237953.tif 000005
【図４】
2007237953.tif 000006
【図５】
2007237953.tif 000007
【図６】
2007237953.tif 000008
【図７】
2007237953.tif 000009