JP2020075645A

JP2020075645A - 車両のパネル部材の取り付け構造

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Publication number: JP2020075645A
Application number: JP2018210703A
Authority: JP
Inventors: 稔裕後藤; Toshihiro Goto
Original assignee: Toyota Industries Corp
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 2018-11-08
Filing date: 2018-11-08
Publication date: 2020-05-21
Anticipated expiration: 2038-11-08
Also published as: JP7070349B2

Abstract

【課題】樹脂製のパネル部材と骨格部材との熱膨張量の差が吸収でき、パネル部材の交換や建付け調整が容易にでき、車体剛性の向上に役立つようなパネル部材の取り付け構造を得る。【解決手段】車両のパネル部材の取り付け構造であって、車両の骨格部材４０と、車体を形成するための樹脂製のパネル部材２０と、パネル部材２０を骨格部材に取り付けるためにパネル部材２０の周辺部２２に沿って配置される取り付け部材６０とを備え、取り付け部材６０がパネル固定部６２と骨格固定部６６とこれらの間をパネル部材とほぼ垂直に接続する一枚の面状の弾性変形部６４とを有しており、取り付け部材６０のパネル固定部６２がパネル部材２０に固定され、取り付け部材６０の骨格固定部がパネル部材２０の周辺部２２に沿った複数の箇所で骨格部材４０と機械的に締結されており、熱膨張によるパネル部材２０と骨格部材４０の相対変位を弾性変形部６４が吸収する。【選択図】図４

Description

本発明は車両のパネル部材の取り付け構造に関するものである。

車体を構成するボデー（外板）パネル、ドアパネル、ウィンドウパネルなどのパネル部材には樹脂製のものがある。このような樹脂パネル部材は様々な方法で車両の骨格部材に固定されている。例えば、樹脂フェンダーは周辺部を複数のボルトで固定されることがある。また、パノラマルーフの樹脂ウィンドウパネルは全周がウレタン接着材を介して固定されることがある。また、特開昭６３−１５４４２３号公報に記載されているバックドアの樹脂パネルは、樹脂パネルにボルトの頭部を接着し、このボルトの軸に基板の穴を通してからナットをねじ込むことによって基板に取り付けられている。

特開昭６３−１５４４２３号公報

樹脂パネル部材をボルトで骨格部材に締結する場合、樹脂パネル部材が膨張すると骨格との線膨張率の差により車両の外側に膨らみ見栄えが悪化したり、熱応力で破損したりする場合がある。また、ボルトで点状に固定されるため、接合強度が低く、車体剛性向上に役立ちにくい。また、ウレタン接着材で固定する場合、樹脂パネル部材の交換に工数が多く掛かる。また、一度接着してしまうと樹脂パネル部材の建付けを調整できなくなる。したがって、樹脂製のパネル部材と骨格部材との熱膨張量の差が吸収でき、パネル部材の交換や建付け調整が容易にでき、しかも車体剛性の向上に役立つようなパネル部材の取り付け構造が望まれる。

本発明のひとつの態様は、車両のパネル部材の取り付け構造であって、車両の骨格部材と、車室を形成するための樹脂製のパネル部材と、パネル部材を骨格部材に取り付けるためにパネル部材の周辺部に沿って配置される取り付け部材とを備え、取り付け部材が、パネル固定部と、骨格固定部と、これらの間をパネル部材とほぼ垂直に接続する一枚の面状の弾性変形部とを有しており、取り付け部材のパネル固定部がパネル部材に固定され、取り付け部材の骨格固定部がパネル部材の周辺部に沿った複数の箇所で骨格部材と機械的に締結されており、熱膨張によるパネル部材と骨格部材の相対変位を弾性変形部が吸収するようになっている。実施形態によっては、取り付け部材のうち少なくとも弾性変形部がエラストマー製である。実施形態によっては、取り付け部材の全部がエラストマー製である。実施形態によっては、パネル固定部と骨格固定部の少なくとも一方が金属製である。これにより、パネル部材と骨格部材との線膨張率の差が弾性変形部で吸収でき、骨格固定部で交換や建付け調整が容易にできる。また、パネル部材の周辺部に沿って線状に固定できるため車体剛性の向上に役立つ。

実施形態によっては、取り付け部材がパネル部材の周辺部の全周にわたって連続的に設けられている。これにより、車両の外部から車室内に雨水が浸入するのを妨げられる。

実施形態によっては、取り付け部材のパネル固定部がパネル部材に接着により固定されている。実施形態によっては、パネル部材に一対の突出壁が形成され、パネル固定部が弾性変形部から連続してパネル部材とほぼ垂直に延びる面状に形成され、パネル固定部が一対の突出壁の間に接着されている。これにより、パネル部材の周辺部に沿って連続的に固定できるため車体剛性の向上に役立つ。

実施形態によっては、パネル部材に突出壁が形成され、パネル固定部が弾性変形部から連続してパネル部材とほぼ垂直に延びる面状に形成されており、パネル部材の突出壁がパネル固定部と締結されている。これにより、パネル部材をそれと垂直な方向に建付け調整を行うことが可能となる。

実施形態によっては、複数のボルトと、複数の雌ねじ部を有する少なくとも一枚のナット板とによって骨格固定部が骨格部材に締結されている。これにより、組み付け時にボルトをねじ込む際の雌ねじ部材の回り留めが可能となり、組み付けの作業効率が向上する。

様々な形状・寸法のパネル部材で構成された壁、ルーフ、ドアを有する車両の斜視図である。本発明のひとつの実施形態として、ドアを構成するパネル部材とこれに固定された取り付け部材とを車室内側から見た側面図である。本発明のひとつの実施形態として、エラストマー製のＨ字断面の取り付け部材を用いてパネル部材の周辺部を骨格部材に固定する取り付け構造を示す、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線での断面図である。取り付け部材が樹脂製のパネル部材の熱膨張により変形した際の取り付け構造の断面図である。骨格部材とパネル部材と内装部材とを含む取り付け構造の分解図である。ナット板を用いて骨格部材に固定された取り付け部材を示す、図３のＶＩ−ＶＩ線での断面図である。図６に用いられているナット板を単体で示す斜視図である。別の実施形態として、パネル固定部と骨格固定部を金属製とし弾性変形部を樹脂製とした取り付け部材を用いた場合の取り付け構造の断面図である。さらに別の実施形態として、骨格固定部を金属製とし弾性変形部とパネル固定部を樹脂製とした取り付け部材を用いた場合の取り付け構造の断面図である。さらに別の実施形態として、コの字断面の取り付け部材を用いた場合の取り付け構造の断面図である。さらに別の実施形態として、図１０のパネル固定部を横方向に延長した取り付け部材を用いた場合の取り付け構造の断面図である。さらに別の実施形態として、パネル部材と垂直なパネル固定部を有する取り付け部材を用い、圧入と接着によりパネル部材を固定した場合の取り付け構造の断面図である。さらに別の実施形態として、パネル部材と垂直なパネル固定部を有する取り付け部材を用い、ボルト締結によりパネル部材を固定した場合の取り付け構造の断面図である。

以下、本発明の各実施形態について図面を参照しながら説明する。なお以下の実施形態のうち実質的な差異がない部分については同一あるいは対応した符号を付して説明の繰り返しを避ける。

本発明の各実施形態は車両のパネル部材の取り付け構造を対象とする。図１に示すように、自動車（自動運転車を含む）等の車両１０は一般に縦方向や横方向の骨格部材４０（図３参照）を有しており、車室１８を囲う壁１２、屋根（ルーフ）１４、ドア１６、柱（ピラー、図示無し）などを形成する様々なパネル部材２０をこの骨格部材４０に取り付けることによって車体が形成される。特に、各実施形態の取り付け構造は、金属製であることの多い骨格部材と比べて線膨張率が大きい樹脂製のパネル部材２０に用いるのが適する。また、各実施形態の取り付け構造は、同じ線膨張率であっても全体としての膨張量が大きくなる大型の（例えば一辺が１ｍを超える）パネル部材２０に用いるのが適する。図２には、具体例として、図１のスライド式のドア１６を構成する概して長方形のパネル部材２０を示す。パネル部材２０は有機ガラスなどの透明な樹脂で（樹脂ウィンドウとして）形成することができる。この場合パネル部材２０は、車室の外部に向けて情報を提示するためのＬＥＤパネルや液晶パネルなどの表示装置や、透光量の調節や目隠しのためのブラインド装置との併用が可能となる。例えば、パネル部材２０はポリカーボネートやアクリル樹脂で形成することができる。

図２、図３に示すように、パネル部材２０には線状の取り付け部材６０がその周辺部に沿って固定される。パネル部材２０はこの取り付け部材６０を介して骨格部材４０に取り付けられる。このような取り付け部材６０を用いることでパネル部材２０は骨格部材４０に対して線状に固定されるため、車体剛性を向上させられる。取り付け部材６０はパネル固定部６２を有し、このパネル固定部６２でパネル部材２０に固定される。また、取り付け部材６０は骨格固定部６６を有し、この骨格固定部６６で骨格部材４０と機械的に締結される。これにより、パネル部材２０は交換のために骨格固定部６６から容易に取り外しできるとともに、締結を緩めることにより容易に建付け調整ができる。取り付け部材６０は、パネル固定部６２と骨格固定部６６の間をパネル部材２０とほぼ垂直に接続する一枚の面状（帯状）の弾性変形部６４を有する。車体が温度変化すると、パネル部材２０と骨格部材４０は線膨張率の差に起因して図２の矢印で示す方向に相対変位しようとする。弾性変形部６４があることによりそのような相対変位は図４に示すように弾性変形部６４の変形によって吸収でき、パネル部材２０が面外方向に歪んで膨らむのを抑制できる。取り付け部材６０はエラストマー製の単一部材とすることができる。しかし、取り付け部材６０のうち少なくともこの弾性変形部６４はエラストマー製とし、パネル固定部６２と骨格固定部６６の少なくとも一方は鋼鉄などの金属製とすることもできる。例えば、図８に示すように、パネル固定部１６２と骨格固定部１６６を金属製とし弾性変形部１６４を樹脂製とすることができる。あるいは、図９に示すように、骨格固定部２６６を金属製とし弾性変形部２６４とパネル固定部２６２を樹脂製とすることもできる。このように取り付け部材６０にエラストマーと金属を用いる場合、各材料の部分を個別に形成し、それらの界面を接着により接合して取り付け部材６０を製造することができる。

図２に示すように、取り付け部材６０は、パネル部材２０の周辺部２２の全周にわたって連続的に設けることができる。こうすることにより、雨天や車両洗浄などの際に外部から水がパネル部材２０と骨格部材４０の間を通って車室内に浸入するのを妨げられる。取り付け部材６０は、直線部分（縦部分６８と横部分７０）と四隅の屈曲部分７２に分割して製造し、これらを端部同士で接着することによりパネル部材２０の全周に連続的に配置することもできる。あるいは、取り付け部材６０の全体がエラストマー製であり剛性（弾性率）が小さい場合は、全周分の長さを有する直線状の取り付け部材６０をパネル部材２０の縁の形状に合わせて湾曲させながらパネル部材２０に接着することもできる。

図３、図５〜図６に示すように、取り付け部材６０は骨格固定部６６に沿って複数の箇所でボルト８６を用いて骨格部材４０に固定することができる。ボルト８６と組み合わせて使う雌ねじ部材は、通常のナットでも良いが、図７に示すような、複数の雌ねじ部８２が間隔を開けて設けられた長細いナット板８０とすることもできる。ボルト８６を挿通するために、骨格固定部６６には間隔を開けた複数の箇所に穴６７を設ける。一方で、骨格部材４０は例えば中空の部材とし、パネル部材２０側の壁部４２に穴４６を設ける。穴４６を形成した壁部４２に対向する壁部４４には、締結作業用の開口４８を設ける。組み付けの際は、ナット板８０を骨格固定部６６の第一面（パネル固定部６２に近い側の面）に当て、骨格固定部６６の第二面は骨格部材４０に当てる。そして、ボルト８６を骨格部材４０の穴４６と骨格固定部６６の穴６７とに挿通し、ナット板８０の雌ねじ部８２にねじ込む。雌ねじ部材としてこのようなナット板８０を用いることにより、ボルト８６をねじ込む際の雌ねじ部材の回り留めが可能となり、組み付けの作業効率が向上する。なお、ナット板８０は骨格固定部６６の第一面にあらかじめ接着しておいてもよい。ナット板８０は、図７に示すように複数のナットを基板８４で接続することにより構成してもよいが、基板８４の穴の内壁に直接雌ねじ山を形成することにより構成しても良い。また、図７には一例として４個の雌ねじ部８２を有するナット板８０を示したが、ナット板の雌ねじ部８２の数はこれに限らず、任意の数として良い。骨格固定部６６がエラストマー製である場合には、ボルト８６による締め付けを可能とするために穴６７に筒状で金属製のカラー８８を入れるとよい。

取り付け部材６０の断面の全体的な形状は、上述のようなパネル固定部６２と骨格固定部６６と弾性変形部６４とを有する限り、任意の形状とすることができる。様々な実施形態として、図３、図８、図９にはＨ字断面の取り付け部材６０、１６０、２６０、図１０にはコの字断面の取り付け部材３６０、図１１には変形コの字断面の取り付け部材４６０、図１２、１３にはＴ字断面の取り付け部材５６０、６６０をそれぞれ示している。

骨格固定部６６の具体的な形状や寸法は骨格部材４０の具体的な配置や形状を考慮して自由に設計することができる。例えば、図３、図６に示すように骨格部材４０の壁部４２が広い場合は、骨格固定部６６は弾性変形部６４に対してパネル部材２０の両側に延びる板状とし、両側二列のボルト８６で骨格部材４０に固定することもできる。あるいは、図１０、図１１に示すように骨格部材４０の壁部が狭い場合は、骨格固定部３６６、４６６は弾性変形部３６４、４６４に対してパネル部材２０の中央に向かう片側のみに延びる板状とし、一列のボルト８６で骨格部材４０に固定することもできる。

骨格固定部６６と同様に、パネル固定部６２の具体的な形状や寸法もまたパネル部材２０の表面形状、骨格部材４０の配置、必要な取り付け剛性などを考慮して自由に設計することができる。例えば、図３、図８〜図１１に示すように、取り付け部材６０、１６０、２６０、３６０、４６０のパネル固定部６２、１６２、２６２、３６２、４６２は接着によってパネル部材２０に固定することができる。パネル固定部６２、１６２、２６２、３６２、４６２は弾性変形部６４、１６４、２６４、３６４、４６４の厚みと比べて大きな幅を有する接着面を設定することにより、取り付け剛性を高めることができる。例えば、実施形態によっては、図１０に示すように、パネル固定部３６２は弾性変形部３６４に対してパネル部材２０の中央に向かう片側のみに延びる板状とし、その全面を接着面とすることができる。あるいは、実施形態によっては、図３、図８、図９、図１１に示すように、パネル固定部６２、１６２、２６２、４６２は弾性変形部６４、１６４、２６４、４６４に対してパネル部材２０に沿って両側に延びる板状とし、その全面を接着面とすることができる。別の実施形態として、図１２に示すように、パネル部材２０の周辺部に沿って一対の平行な面状の突出壁５２４を形成し、パネル固定部５６２が弾性変形部５６４から連続してパネル部材２０とほぼ垂直に延びる面状に形成することもできる。取り付け部材５６０はパネル固定部５６２をこの一対の突出壁５２４の間に圧入して接着することによってパネル部材２０に固定する。さらに別の実施形態として、図１３に示すように、取り付け部材６６０のパネル固定部６６２をパネル部材２０に接着ではなく機械的に締結して固定することもできる。例えば、パネル部材２０の周辺部に沿って面状の突出壁６２６を形成し、パネル固定部６６２が弾性変形部６６４から連続してパネル部材２０とほぼ垂直に延びる面状に形成する。ボルト６２８とナット６３０を用いてこの突出壁６２６を複数の箇所でパネル固定部６６２に締結することによって取り付け部材６６０をパネル部材２０に固定する。このようにパネル部材２０とほぼ垂直に延びるパネル固定部６６２で機械的に締結することにより、骨格部材４０に対するパネル部材２０の建付けをパネル部材２０に垂直な方向に調整することも可能となる。

図３、図５に示すように、取り付け部材６０と骨格部材４０の内側には、内装部材９０を配置することができる。内装部材９０は、例えば、樹脂製のコの字断面の部材とし、開口側をパネル部材２０に向けて取り付け部材６０と骨格部材４０を覆うように配置することができる。内装部材９０には各壁部から内側に突出する複数のリブ９２を形成し、このリブ９２で骨格部材４０を保持するように内装部材９０を骨格部材４０に嵌め込むことで取り付けることができる。また内装部材９０には、パネル部材２０の周縁側にある壁部の端に沿ってシール材９４を装着し、これをパネル部材２０の内側表面に接触させることで水の侵入を防ぐようにすることもできる。一方で、パネル部材２０の周辺部２２の内側表面には、取り付け部材６０、骨格部材４０、内装部材９０に対応する領域に、ブラックアウト塗装９６を施すこともできる。これにより、車両の外部から取り付け部材６０、骨格部材４０、内装部材９０が見えないようにすることができる。

以上、本発明を具体的な実施形態で説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、当業者であれば本発明の目的を逸脱することなく様々な置換、改良、変更を施すことが可能である。

１０車両
２０パネル部材
２２周辺部
４０骨格部材
６０取り付け部材
６２パネル固定部
６４弾性変形部
６６骨格固定部
８０ナット板
８６ボルト
８８カラー
９０内装部材
９４シール材
９６ブラックアウト塗装

Claims

車両のパネル部材の取り付け構造であって、
車両の骨格部材と、車室を形成するための樹脂製のパネル部材と、パネル部材を骨格部材に取り付けるためにパネル部材の周辺部に沿って配置される取り付け部材とを備え、
取り付け部材が、パネル固定部と、骨格固定部と、これらの間をパネル部材とほぼ垂直に接続する一枚の面状の弾性変形部とを有しており、
取り付け部材のパネル固定部がパネル部材に固定され、取り付け部材の骨格固定部がパネル部材の周辺部に沿った複数の箇所で骨格部材と機械的に締結されており、熱膨張によるパネル部材と骨格部材の相対変位を弾性変形部が吸収するようになっている取り付け構造。
請求項１の取り付け構造であって、取り付け部材のうち少なくとも弾性変形部がエラストマー製である取り付け構造。
請求項２の取り付け構造であって、取り付け部材の全部がエラストマー製である取り付け構造。
請求項２の取り付け構造であって、パネル固定部と骨格固定部の少なくとも一方が金属製である取り付け構造。
請求項１から４のいずれかの取り付け構造であって、取り付け部材がパネル部材の周辺部の全周にわたって連続的に設けられている取り付け構造。
請求項１から５のいずれかの取り付け構造であって、取り付け部材のパネル固定部がパネル部材に接着により固定されている取り付け構造。
請求項６の取り付け構造であって、パネル部材に一対の突出壁が形成され、パネル固定部が弾性変形部から連続してパネル部材とほぼ垂直に延びる面状に形成され、パネル固定部が一対の突出壁の間に接着されている取り付け構造。
請求項１から５のいずれかの取り付け構造であって、パネル部材に突出壁が形成され、パネル固定部が弾性変形部から連続してパネル部材とほぼ垂直に延びる面状に形成されており、パネル部材の突出壁がパネル固定部と締結されている取り付け構造。
請求項１から８のいずれかの取り付け構造であって、複数のボルトと、複数の雌ねじ部を有する少なくとも一枚のナット板とによって骨格固定部が骨格部材に締結されている取り付け構造。