(57)【要約】【課題】車両のルーフパネルの裏側に補強ボードを組み付けた後に、該ルーフパネルの形状に倣って成形した成形天井を該ルーフパネルに取り付ける必要があるが、この取り付け作業に際して成形天井が、該成形天井に装着した各種部品の重みに耐え切れず、座屈して中折れすることがあった。【解決手段】成形天井２０は、それ自体の剛性が大きくないために、部品重量等の負荷が加わることで中折れしてしまう。そこで、ルーフパネル１２に組み付けられるべき補強ボード１６を成形天井２０に予め組み付けることでモジュール化し、この補強ボード１６により成形天井２０の剛性を向上させるようにした。【選択図】図１
2018184125.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ルーフパネルの裏側に組み付けられる成形天井であって、
該成形天井における前記ルーフパネルの組み付け側に、補強ボードが予め組み付けられている
ことを特徴とする成形天井。
【請求項２】
ルーフパネルと、前記ルーフパネルの裏側に組み付けた成形天井と、前記ルーフパネルおよび成形天井の間に介在させた補強ボードとからなる車両のルーフ構造であって、
前記成形天井の裏側に前記補強ボードが予め組み付けられている
ことを特徴とする車両のルーフ構造。
【請求項３】
前記補強ボードは前記成形天井の裏側に所要間隔で設けた接着剤を介して組み付けられ、各接着剤の間隔にワイヤハーネスが通されている請求項２記載の車両のルーフ構造。
【請求項４】
成形天井の裏側に補強ボードを接着手段で組み付ける工程と、
前記補強ボードが組み付けられた成形天井を、ルーフパネルの裏側に接着手段で組み付ける工程とからなる
ことを特徴とする車両のルーフ組み付け方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両のルーフパネルに組み付けられる成形天井と、この成形天井をルーフパネルへ組み付ける方法とに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
各種車両のルーフパネルの裏側には、該ルーフパネルの天井形状に倣った形状の成形天井が組み付けられるが、該ルーフパネルと成形天井との間には、前記ルーフパネルの補強や断熱・遮音等の機能を果たす補強ボードが配設される。例えば、図３(ａ)に示すワゴン型車両１０をＡ−Ａ線で切断した屋根部の縦断面を、図３(ｂ)に分解状態で示す。図３(ｂ)に示すルーフパネル１２の裏面には、補強用のリンフォース部材１４が適所に配置されている。また、ルーフパネル１２における裏側の略中央部分には、例えば硬質ウレタン基材の両面にＰＰフィルムおよび不織布を積層してなる補強ボード１６が、接着剤や両面テープの如き接着手段１８により取り付け(組み付け)られている。また、前記ルーフパネル１２の裏面には、前記補強ボード１６を中間に介在させた形で、例えば硬質ウレタン基材の両側にガラスマット、ＰＰフィルムおよび不織布を順次に積層接着した成形天井２０が接着その他嵌め込み等の手段で組み付けられている。
【０００３】
ここで、ルーフパネル１２の裏側に補強ボード１６が配置される理由は、該ルーフパネル１２の薄肉化、軽量化の要請に応えるに従って、ルーフパネル１２における殊に中央部分の剛性が不足するためである。また、ルーフパネル１２は太陽光や風雨に直接曝される部位であるため、前記補強ボード１６の材質は剛性があって、断熱性能、遮音性能、制振性能等にも優れたものが選択的に使用される。更に、前記成形天井２０は前述した積層構造であって、ルーフパネル１２の天井面に合わせた樹脂複合成形品のシート材になっている。しかし、ルーフパネル１２へ組み付ける直前の成形天井２０には、図３(ｂ)に示すように、例えばサンバイザー２２や室内ランプ２４、その他各種電装品に接続されるワイヤハーネス２６が取り付けられ、これら部品の合計重量はかなりの大きさ(例えば１ｋｇ以上)になっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実用新案登録第２５１１７５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
補強ボード１６が既に取り付けられているルーフパネル１２(の裏側)に前記成形天井２０を組み付けるには、作業者が該成形天井２０を両手で支持し、頭上へ持ち上げて作業を行う。例えば、図４に示すように、作業者が成形天井２０を両手で水平に支え、頭上へ持ち上げてルーフパネル１２(図示せず)の裏側に組み付ける作業が行われる。しかし、成形天井２０は長尺物であり、また先に述べたようにルーフパネル１２の天井面に合わせた樹脂複合成形品のシート材である。そして、前記サンバイザー２２等の部品が成形天井２０の各所に取り付けられている。このため、図４に示す作業姿勢によっては、成形天井２０が部品重量に耐え切れず、真ん中付近で座屈して矢印で示す下方向へ折れてしまうことがある。また、作業者を２名に増やして作業する場合は、図５に示すように、その作業姿勢によっては、矢印で示す上方向へ折れてしまうこともある。このように成形天井２０が座屈して折れてしまうと、その成形天井２０は使いものにならず歩留まりが低下し、作業工程の大きな損失になっていた。また、成形天井２０の組み付け作業には充分な注意を払う必要があり、作業者の心理的な負担にもなっている。
【０００６】
本発明は、このような従来技術に係る成形天井およびルーフパネルへ成形天井を組み付ける作業に内在している欠点に鑑み、これを解決するべく提案されたものであって、成形天井と補強ボードとをモジュール化することにより前記欠点を解決することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決し、所期の目的を達成するため請求項１に記載の発明は、
ルーフパネルの裏側に組み付けられる成形天井であって、
該成形天井における前記ルーフパネルの組み付け側に、補強ボードが予め組み付けられていることを要旨とする。
請求項１に係る発明によれば、成形天井に補強ボードが予め組み付けられてモジュール化しているから、成形天井の剛性が大きく向上し、ルーフパネルへ成形天井を組み付ける作業に際して中折れすることがなく、歩留まりが低下することがない。
【０００８】
前記課題を解決し、所期の目的を達成するため請求項２に記載の発明は、
ルーフパネルと、前記ルーフパネルの裏側に組み付けた成形天井と、前記ルーフパネルおよび成形天井の間に介在させた補強ボードとからなる車両のルーフ構造であって、
前記成形天井の裏側に前記補強ボードが予め組み付けられていることを要旨とする。
請求項２に係る発明によれば、成形天井に補強ボードが予め組み付けられてモジュール化しているから、成形天井の剛性が大きく向上し、ルーフパネルへ成形天井を組み付ける作業に際して中折れすることがなく、歩留まりが低下することがない。
【０００９】
請求項３に記載の発明では、前記補強ボードは前記成形天井の裏側に所要間隔で設けた接着剤を介して組み付けられ、各接着剤の間隔にワイヤハーネスが通されていることを要旨とする。
請求項３に係る発明によれば、成形天井と補強ボードとを予め組み付けてモジュール化する際に、所要間隔で設けた接着剤の間にできるスペースにワイヤハーネスを通しておくことができて、配線作業の効率化が図られる。
【００１０】
前記課題を解決し、所期の目的を達成するため請求項４に記載の発明は、
成形天井の裏側に補強ボードを接着手段で組み付ける工程と、
前記補強ボードが組み付けられた成形天井を、ルーフパネルの裏側に接着手段で組み付ける工程とからなることを要旨とする。
請求項４に係る発明によれば、成形天井と補強ボードとはモジュール化されたユニットになっているから、ルーフパネルに補強ボードを組み付ける工程を省略することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、成形天井に補強ボードを予め組み付けてモジュール化したことにより、ルーフパネルへの組み付け作業時に成形天井が折れて損失を生ずることがなくなった。また、モジュール化された成形天井をルーフパネルに組み付けるだけで良いので、車両の組み立て工程における工数が有効に削減された。更に、成形天井にはモジュール化されるべき補強ボードが組み付けられるので、成形天井自体の目付重量を相対的に削減することが可能になった。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施例に係るモジュール化された成形天井を、この成形天井が組み付けられるべきルーフパネルと共に示す縦断面図である。
【図２】本発明の実施例に係るモジュール化された成形天井を成形天井に組み付けた状態を示す縦断面図である。
【図３】(ａ)はワゴン車両の斜視図であり、(ｂ)は(ａ)のワゴン車両をＡ−Ａ線で切断した場合のルーフパネルおよび成形天井の分解縦断面図である。
【図４】成形天井を１人の作業者が持ち上げて、図示しないルーフパネルへ組み付ける作業姿勢を示す説明図であって、矢印の下方向へ成形天井が中折れする状況を併せて示している。
【図５】成形天井を２人の作業者が持ち上げて、図示しないルーフパネルへ組み付ける作業姿勢を示す説明図であって、矢印の上方向へ成形天井が中折れする状況を併せて示している。
【図６】成形天井の断面図である。
【図７】補強ボードの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
次に、本発明に係る車両の成形天井と、この成形天井をルーフパネルに組み付ける方法とについて、好適な実施例を挙げて以下説明する。なお、図３〜図５に関して説明した既出の部材については、同一の参照符号を付してある。
【００１４】
図１は、本発明の実施例に係る成形天井２０を示すものであって、該成形天井２０の裏側(ルーフパネル１２の裏側へ指向する面)に補強ボード１６が、例えばホットメルト型の接着剤２８により接着されることで、一体にモジュール化された成形天井３０を構成している。すなわち成形天井２０の裏側に接着剤２８を介して補強ボード１６を接着して(貼り付け)モジュール化したことにより、モジュール化された成形天井３０は全体として剛性が飛躍的に向上している。このため、図４および図５で述べたような作業姿勢でルーフパネル１２へ組み付ける作業を行っても、この成形天井３０は装着した部品等の重量で座屈して中折れすることがなくなり、工程上の歩留まりが改善される。また、前記モジュール化により成形天井３０の剛性が向上する結果として、取り付けられる各種部品の数や重量を増やすことも可能になる。なお、補強ボード１６を成形天井２０に組み付けたモジュール化成形天井３０を製造する工程に適宜の治具を使用することで、寸法精度に優れた製品を効率良く生産することができる。
【００１５】
ここで、モジュール化する前の成形天井２０は発泡シートを基材としていて、特に断熱性能、遮音(吸音)性能および制振性能に優れた硬質ポリウレタンフォームを基材とし、その両側の夫々にガラスマットおよび不織布を積層したものが推奨される。例えば、図６に示す如く、成形天井２０の基材に硬質ポリウレタン発泡体のシート３２を使用する場合は、この硬質ポリウレタン発泡体のシート３２の裏側(ルーフパネル１２に指向する側)に、バインダーを含浸させたガラス繊維のマット３４、裏面フィルムとしてポリプロピレン(ＰＰ)フィルム３６および裏面材として各種の不織布３８が順に積層される。同じく、硬質ポリウレタン発泡体のシート３２における車内に指向する側に、バインダーを含浸させたガラス繊維のマット４０および不織布４２が順に積層される。これら各種シートの積層体は、成形工程において、例えば１００℃〜１３０℃で１０秒〜３０秒間熱プレスすることにより、所要形状の成形天井２０が得られる。
【００１６】
このように前記成形天井２０は、ウレタン製の発泡シート基材(以下ウレタン基材という)のシート３２に各種シートが両側から積層された６層構造になっている。そこで、ウレタン基材のシート３２および各種シート３４〜４２の詳細を以下に説明する。前記ウレタン基材のシート３２は、ポリウレタン発泡体に代表される連続気泡構造の発泡体シートを用いることができ、好ましくは硬質Ｄの硬質ポリウレタン発泡体であることが望ましく、密度は３０〜７０ｋｇ／ｍ３、厚みは６．５〜１１．５ｍｍであることが好ましい。また、基材の観点から、アスカーＣ硬さ(ＪＩＳ  Ｋ７３１２)が２５以上のものが好ましく、更には３０以上のものが好ましい。前記ガラス繊維のマット３４，４０は、ガラス繊維がフェルト状に加工されたマットでも、またガラス繊維が格子状に織られたクロスマットであってもよい。但し、熱プレスで成形して賦形する観点からは、ガラス繊維のストランドを所定長に切断してマット化したガラス繊維マットが好ましい。ここでガラス繊維マットの目付量は、５０〜１５０ｇ／ｍ２が好ましい。
【００１７】
前記のガラス繊維マット３４，４０は、そのガラス繊維の間にバインダーが含浸される。このバインダーは熱硬化性樹脂からなり、一例として安価で接着性の良好な液状イソシアネートが使用される。液状イソシアネートは、熱および触媒の存在下で水との反応により硬化し、接着材として機能するものである。例えば、芳香族系のＴＤＩ(トルエンジイソシアネート)、ポリメリックＭＤＩ(４，４’ジフェニルメタンジイソシアネート)、ＮＤＩ(１，５−ナフタレンジイソシアネート)、ＴＯＤＩ(トリジンジイソシアネート)、ＰＰＤＩ(パラフェニレンジイソシアネート)、ＸＤＩ(キシリレンジイソシアネート)、ＴＭＸＤＩ(テトラメチルキシレンジイソシアネート)、およびそれらの変性体(具体的には、ウレタン変性、アロファネート変性、ビューレット変性、カルボイミド／ウレトニミン変性等種々の変性がなされたもの)が挙げられる。好ましくは、ポリメリックＭＤＩ、ＴＤＩ変性体、ＭＤＩ変性体、またはそれらの混合物である。また、これらの液状イソシアネートとしては、粘度３〜３００ｃｐのものが、浸透性や塗布性等に優れるので、より好ましい。また、これらのうち特にポリメリックＭＤＩは、蒸気圧が低くガラス繊維との親和性が良好で、反応性・接着性、作業性の面で適している。
【００１８】
次に、成形天井２０の裏面側における前記ガラス繊維マット３４には、ポリプロピレン(ＰＰ)フィルムが貼り合わせられる。これは、バインダーによる接着性の観点から表面の平滑な樹脂フィルムであれば良く、ポリプロピレンの外にポリエチレンテレフタレート、ナイロン等の樹脂であっても良い。
【００１９】
成形天井２０の裏面材になる前記不織布３８および表面材になる前記不織布４２は、スパンレース不織布、スパンボンド不織布、ニードルパンチ不織布等で構成され、その通気量(ＪＩＳ  Ｌ１０９６  通気性Ａ法に準拠)は、１０〜２００ｃｃ／ｃｍ２／秒であることが好ましい。通気性が１０ｃｃ／ｃｍ２／秒より低いと、前記補強ボード１６の吸音性能が低下し、また２００ｃｃ／ｃｍ２／秒より高いと、不織布３８，４２からのバインダーの染み出しが生じる。前記硬質ポリウレタン発泡体のシート３２への賦形を容易にするために、不織布３８，４２の引張破断伸び(ＪＩＳ  Ｌ１９１３  一般不織布試験方法  ６．３引張強さおよび伸び率に準拠)は、２０％以上が好ましい。
【００２０】
次に、補強ボード１６としては、剛性と共に断熱性および吸音性に優れた硬質ポリウレタンフォームのシートを基材とし、その両側にバインダーを含浸させたガラス繊維のマットおよび不織布が積層配置されたものが推奨される。ここで硬質ポリウレタンフォームのシートは、密度は４０〜８０ｋｇ／ｍ３、厚みは６．５〜１１．５ｍｍが好ましい。また、補強効果の観点から、アスカーＣ硬さ(ＪＩＳ  Ｋ７３１２)が３０以上のものが好ましく、更には３５以上のものが好ましい。例えば、図７に示す如く、硬質ポリウレタンフォームの基材シート４４の一側面に、バインダーを含浸させたガラス繊維のマット４６および第１面材としてポリプロピレン(ＰＰ)フィルム４８が順に積層される。同じく、前記硬質ポリウレタンフォームシート４４における他側面に、バインダーを含浸させたガラス繊維のマット５０および第２面材として不織布５２が順に積層される。この補強ボードのガラス繊維マットの目付量は、１５０〜５５０ｇ／ｍ２が好ましく、補強強化の観点からは、前記成形天井のガラスマットの目付よりも多いことが好ましい。これら各種シートの積層体も、例えば１００℃〜１５０℃で１０秒〜２０秒間熱プレスすることで、所要形状の補強ボード１６が得られる。このように前記補強ボード１６は、ウレタン基材のシート４４に各種のシートが両側から積層された５層構造になっている。なお、ガラス繊維のマット４６，５０、第１面材としてのポリプロピレン(ＰＰ)フィルム４８および第２面材としての不織布５２の内容は、先に成形天井２０に関して説明した各積層材の内容と基本的に同じである。
【００２１】
前記の成形天井２０および補強ボード１６の曲げ強度は、例えば成形天井２０は４０〜８０Ｎで、補強ボード１６は９０〜１６０Ｎになっているのが好ましい。このように、補強ボード１６の曲げ強度は、成形天井２０の曲げ強度よりも１．１〜４倍大きく、従ってルーフパネル１２の強度を補うことができる。また、前者の成形天井２０の曲げ強度を後者の補強ボード１６の曲げ強度よりも低くした理由は、成形天井２０は車内の居住空間に面する側であるため、何等かの理由により乗員の身体部位が成形天井２０に強く接触しても、乗員の損傷を低減し得るからである。但し、成形天井２０と補強ボード１６との間に強度の差がないようにしても良い。この曲げ強度の測定は、以下の構成の試験片を作成して行った。
【表１】
2018184125.tif 000003
以上の構成とした成形天井２０の試験片および補強ボード１６の試験片を、試験機にかけて曲げ剛性を評価した。得られた評価は、前述した如く、成形天井２０の曲げ強度が６０Ｎで、補強ボード１６の曲げ強度が１２０Ｎであった。このように補強ボード１６は、基材としての硬質ウレタンフォームの密度を成形天井２０の基材密度より大きいものとし、またガラスマットの目付量を、成形天井２０におけるガラスマットの目付量の３．５倍としたので、曲げ強度は該成形天井２０の曲げ強度よりも２倍大きくなり、このためルーフパネル１２の強度を補うことができている。
【００２２】
評価方法は、以下の通りである。
曲げ剛性
(条件)３点曲げ
・支点間距離：２００ｍｍ
・試験スピード：１０ｍｍ／ｍｉｎ
・試験片サイズ：１５０×２５０  鋼板板厚：ｔ０．７
・試験治具：ＪＩＳ準拠新作
・試験片２４ｈ以上常温放置
・試験面：鉄板ｔ０．７
【００２３】
前記成形天井２０および補強ボード１６を接着する接着剤２８としては、ホットメルト接着剤のように熱硬化性樹脂であっても、ＵＶ硬化性樹脂を材質とするものであっても良い。この接着剤２８を塗布して補強ボード１６と成形天井２０との間に介在させる場合は、前面塗布ではなく、図１に示すように接着剤２８をスポット的に施して、これら接着剤の間に所要間隔を保持するパターンとするのが好ましい。この場合は、補強ボード１６と成形天井２０との間で、かつ接着剤２８が塗布されていない個所は空間になるので、この空間に各種電装品に接続するワイヤハーネス２６やその他の必要部材を通すようにすればスペース効率を高めることができる。
【００２４】
次に、モジュール化された成形天井３０をルーフパネル１２に組み付ける方法につき説明する。図１に示すように、補強ボード１６は成形天井２０に接着剤２８で貼り付けられて、全体としてユニット化されたモジュール成形天井３０になっている。そこで、前記モジュール化された成形天井３０を、図２に示すように、前記ルーフパネル１２の裏側の定位置へ、例えばホットメルト接着剤２８により接着して組み付ける。このとき、前記成形天井３０は補強ボード１６によりモジュール化されていて剛性が追加付与されているため、サンバイザー２２や室内ランプ２４その他ワイヤハーネス２６等が成形天井３０に装着されていても、組み付け時の作業姿勢の如何に拘らず座屈して中折れすることがない。従って、従来は成形天井２０の中折れを懸念して作業する必要があったが、このような懸念がなくなり作業効率が向上した。また、従来はルーフパネル１２の裏側に補強ボード１６を組み付ける工程と、該補強ボード１６の外方から成形天井２０を組み付ける工程とを要していたが、本発明では成形天井３０と補強ボード１６とがモジュール化されているため、作業者はルーフパネル１２にモジュール成形天井３０を組み付けるだけで良くなり、組み付け工数が削減できた。
【符号の説明】
【００２５】
１２  ルーフパネル，１６  補強ボード，１８  接着手段，２０  成形天井，
２６  ワイヤハーネス，２８  接着剤
【図１】
2018184125.tif 000004
【図２】
2018184125.tif 000005
【図３】
2018184125.tif 000006
【図４】
2018184125.tif 000007
【図５】
2018184125.tif 000008
【図６】
2018184125.tif 000009
【図７】
2018184125.tif 000010