(57)【要約】【課題】樹脂製のルーフパネルを用いていても、十分なＮＶ性能を確保しつつ昇温時における外観品質の低下を防止でき、ＮＶ性能と耐熱性能とを両立できる簡素な構造の車両用ルーフ構造を提供する。【解決手段】車体ルーフ部１０に樹脂製のルーフパネル２０が装着された車両用ルーフ構造において、車体ルーフ部１０は、ルーフパネル２０の周縁側が接合される周縁接合部１５と、ルーフパネル２０の中間部が接合される中間接合部１６と、を有し、ルーフパネル２０は、上面２３ａを有する上壁部２３と、上壁部２３よりも弱体化された縦壁部２４ａにより上壁部２３から凹んで設けられて中間接合部１６に接合される凹部２４と、を有している。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体ルーフ部に樹脂製のルーフパネルが装着された車両用ルーフ構造において、
前記車体ルーフ部は、前記ルーフパネルの周縁側が接合される周縁接合部と、前記ルーフパネルの中間部が接合される中間接合部と、を有し、
前記ルーフパネルは、上面を有する上壁部と、該上壁部よりも弱体化された縦壁部により該上壁部から凹んで設けられて前記中間接合部に接合される凹部と、を有していることを特徴とする、車両用ルーフ構造。
【請求項２】
前記ルーフパネルは、発泡樹脂層の表裏両面側に樹脂シート層が積層された積層構造体からなり、前記縦壁部は前記上壁部よりも前記樹脂シート層間の間隔を狭くすることで形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の車両用ルーフ構造。
【請求項３】
前記周縁接合部は、車両前後のヘッダ及びルーフサイドレールからなり、前記中間接合部は、前記ヘッダ間又はルーフサイドレール間に架設されたルーフリインフォースメントからなることを特徴とする、請求項１又は２に記載の車両用ルーフ構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂製のルーフパネルが装着された車両用ルーフ構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、樹脂製のルーフパネルが装着された車両用ルーフ構造が種々提案されている。例えば特許文献１では、ルーフパネルがルーフリインフォースメントに結合され、このルーフリインフォースメントの長手方向の端部が、弾性変形可能な弱体部を設けた結合部材を介して、ルーフサイドレールに結合されている。このような車両用ルーフパネル構造では、ルーフパネルの熱膨張を許容しつつＮＶ（騒音・振動）性能を満足することができるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−２５３１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、樹脂製のルーフパネルが装着された従来の車両用ルーフ構造では、熱膨張を許容するための弱体部を別部品で設ける必要があるため、ルーフパネルを装着するための部品点数が多く、構造が複雑であった。
【０００５】
そこで本発明は、樹脂製のルーフパネルを用いていても、十分なＮＶ性能を確保しつつ昇温時における外観品質の低下を防止でき、ＮＶ性能と耐熱性能とを両立できる簡素な構造の車両用ルーフ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】
【０００６】
本発明の車両用ルーフ構造は、車体ルーフ部に樹脂製のルーフパネルが装着された車両用ルーフ構造において、車体ルーフ部は、ルーフパネルの周縁側が接合される周縁接合部と、ルーフパネルの中間部が接合される中間接合部と、を有し、ルーフパネルは、上面を有する上壁部と、上壁部よりも弱体化された縦壁部により上壁部から凹んで設けられて中間接合部に接合される凹部と、を有している。
【０００７】
この発明の車両用ルーフ構造では、ルーフパネルは発泡樹脂層の表裏両面側に樹脂シート層が積層された積層構造体からなり、縦壁部は上壁部よりも樹脂シート層間の間隔を狭くすることで形成されていることが好ましい。
【０００８】
この車両用ルーフ構造では、周縁接合部が車両前後のヘッダ及びルーフサイドレールからなり、中間接合部が、ヘッダ間又はルーフサイドレール間に架設されたルーフリインフォースメントからなるのが好適である。またこの車両用ルーフ構造では、好ましくは、中間接合部は車両前後方向に延び、凹部は車両前後方向に延びる溝形状を有する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の車両用ルーフ構造によれば、樹脂製のルーフパネルが周縁側で車体ルーフ部の周縁接合部に接合されるとともに、中間部で車体ルーフ部の中間接合部に接合されている。そのため、樹脂製のルーフパネルの材料剛性が鋼材からなるものに比べて低くても、周縁側と中間部とで拘束することで樹脂製のルーフパネル全体を十分に拘束できる。これによりルーフパネルの振動と騒音を防止でき、十分なＮＶ性能を確保することが可能である。
【００１０】
またこの樹脂製のルーフパネルは、上壁部よりも弱体化された縦壁部により上壁部から凹んで設けられた凹部において、車体ルーフ部の中間接合部に接合されている。そのため、樹脂製のルーフパネルが周縁側と中間部とで車体ルーフ部に拘束された状態で昇温し、上壁部が熱膨張すると縦壁部が変形できる。これにより、上壁部の熱膨張による変形は、縦壁部の凹部における内側への変形と上壁部の上下方向の変形とに分散することができ、上壁部の上下方向の変形を抑制することができる。従って、樹脂製のルーフパネルの昇温時の熱歪みを目立ち難くすることができ、昇温時の外観品質が低下することを防止し得る。
【００１１】
よって、本発明の車両用ルーフ構造によれば、樹脂製のルーフパネルを用いていても、十分なＮＶ性能を確保しつつ昇温時における外観品質の低下を防止でき、ＮＶ性能と耐熱性能とを両立し得る車両用ルーフ構造を提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態に係る車両用ルーフ構造の斜視図である。
【図２】本発明の実施形態に係る車両用ルーフ構造を示す図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る車両用ルーフ構造が昇温した際の状態を示す部分断面図である。
【図４】本発明の実施形態に係る車両用ルーフ構造において、凹部のピッチと長さとの好ましい範囲を示すグラフである。
【図５】本発明の実施形態に係る車両用ルーフ構造において、入力する周波数と振動レベルの関係によるＮＶ性能の一例を示すグラフである。
【図６】（ａ）は本発明の実施形態に係る車両用ルーフ構造が昇温した際の変形を示す断面図であり、（ｂ）はルーフパネルの断面形状が異なる他は（ａ）と同様の条件で車両用ルーフ構造が昇温した際の変形を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について図を用いて詳細に説明する。
本実施形態の車両用ルーフ構造は、図１及び図２に示すように、車体ルーフ部１０に樹脂製のルーフパネル２０が装着されている。
【００１４】
車体ルーフ部１０は、鋼材により溶接等によって構成されている車体の上部であり、例えば、各ピラー１１と連結したルーフサイドレール１２、フロント及びリヤのヘッダ１３などを備えている。
【００１５】
この車体ルーフ部１０には、ルーフパネル２０を接合するための構造が設けられている。具体的には、ルーフパネル２０の周縁側が接合される周縁接合部１５と、ルーフパネル２０の中間部が接合される中間接合部１６と、を有している。
【００１６】
本実施形態の周縁接合部１５は、ルーフサイドレール１２及びヘッダ１３により構成されている。ルーフサイドレール１２及びヘッダ１３は、ルーフパネル２０が装着される部位の外周囲を連続して取り囲んで設けられている。
【００１７】
各ルーフサイドレール１２及びヘッダ１３には、ルーフパネル２０の外周端を配置して接合するためのフランジ部１５ａがそれぞれ設けられている。各フランジ部１５ａは、アウターパネルから内側に凹むように段差状に設けられており、環状に連続している。
【００１８】
本実施形態の中間接合部１６は、ルーフサイドレール１２間とヘッダ１３間との一方又は双方に架設されたルーフリインフォースメント１４により構成されており、上面側がルーフパネル２０を接合可能な形状に形成されている。
ルーフリインフォースメント１４は、車両前後方向に延びて前後のヘッダ１３間に連続して複数本設けられている。中間接合部１６のルーフリインフォースメント１４の配置間隔は、後述するようにルーフパネル２０の各効果をより得やすくできる間隔で設定されている。
【００１９】
一方、ルーフパネル２０は発泡樹脂層２１の表裏両面側に樹脂シート層２２が積層された積層構造体から構成される。このルーフパネル２０は、上壁部２３と凹部２４と周縁部２５とを有している。周縁部２５の内側に上壁部２３と凹部２４とは交互に複数設けられている。
【００２０】
本実施形態では、凹部２４が車両前後方向に延びる溝形状を有しており、互いに略平行に複数本設けられている。ここでは、ルーフパネル２０の周縁部２５を除く前後方向の全長に設けられている。
【００２１】
また各凹部２４の車幅方向の幅や車両上下方向の深さは、互いに略同じに形成されている。さらに各凹部２４の配置ピッチは、車体ルーフ部１１の中間接合部１６におけるルーフリインフォースメント１４の配置ピッチに対応しており、本実施形態では、各凹部２４間の配置ピッチが略同じに形成されている。
【００２２】
各凹部２４は縦壁部２４ａと底壁部２４ｂとを有している。縦壁部２４ａは上壁部２３よりも弱体化されている。本実施形態では、縦壁部２４ａは上壁部２３よりも樹脂シート層２２間の間隔を狭く配置する形成されている。凹部２４は、この縦壁部２４ａにより上壁部２３から凹んで設けられており、各凹部２４において、中間接合部１６に接合されている。
【００２３】
一方、上壁部２３は、周縁部２５と凹部２４との間、及び、互いに隣接する凹部２４の間に設けられており、車両の上面２３ａを有している。この上面２３ａは、車両前後方向に全長にわたり連続しているとともに、車幅方向に一定の幅に連続して形成されており、滑らかな曲面に形成されている。
【００２４】
周縁部２５は、下向きに屈曲して周縁接合部１５のフランジ部１５ａに向けて設けられている。この周縁部２５は、ルーフパネル２０の外周全周に連続して設けられており、発泡樹脂層２１の上下の樹脂シート層２２が先端部においても互いに離間した状態で全周で配置されている。
【００２５】
このような樹脂製のルーフパネル２０の製造方法は、特に限定されるものではない。例えば、発泡樹脂層２１の表裏両面側に樹脂シート層２２が積層された平板状の積層構造体を予め作製し、この積層構造体を成形型に収容して変形させることで上壁部２３及び凹部２４を成形してもよい。
【００２６】
また、予め上壁部２３及び凹部２４に対応する形状を有する表裏両面側の各樹脂シート層２２を成形しておき、両樹脂シート層２２間に上壁部２３及び凹部２４に対応する形状を有する発泡樹脂層２１を配置して接合してもよい。
【００２７】
さらに、予め上壁部２３及び凹部２４に対応する形状を有する表裏両面側の各樹脂シート層２２を成形しておき、未発泡又は半発泡状態の発泡性樹脂を樹脂シート層２２間に配置して成形型に収容したうえで、成形型内で発泡させて発泡樹脂層２１を形成することで作製することも可能である。
【００２８】
本実施形態では、このようにして作製された樹脂製のルーフパネル２０が、接着剤３０を用いて車体ルーフ部１１に接合されている。即ち、周縁部２５が周縁接合部１５のフランジ部１５ａに接着剤３０により全周連続して接続されている。さらに、凹部２４の底壁部２４ｂの下面がルーフリインフォースメント１４に全長で連続して接着剤３０により接合されている。
【００２９】
以上のような車両用ルーフ構造によれば、樹脂製のルーフパネル２０が、周縁側で車体ルーフ部１１の周縁接合部１５に接合されるとともに、中間部で車体ルーフ部１１の中間接合部１６に接合されている。そのため、樹脂製のルーフパネル２０の材料の剛性が鋼材からなるものに比べて低くても、周縁側と中間部とで拘束することで樹脂製のルーフパネル２０全体を十分に拘束できる。これにより、ルーフパネル２０の振動を防止でき、十分なＮＶ性能を確保することが可能である。
【００３０】
また樹脂製のルーフパネル２０が、上壁部２３よりも弱体化された縦壁部２４ａにより上壁部２３から凹んで設けられた凹部２４において、車体ルーフ部１０の中間接合部１６に接合されている。そのため図３に示すように、樹脂製のルーフパネル２０が周縁側の周縁部２５近傍と、中間部における凹部２４の底壁部２４ｂとで車体ルーフ部１０に拘束された状態で昇温し、上壁部２３が熱膨張すると、縦壁部２４ａが凹部２４の内側に向けて変形することができる。
【００３１】
これにより、上壁部２３の熱膨張による変形が、縦壁部２４ａの凹部２４における内側への変形と上壁部２３の上下方向の変形とに分散され、上壁部２３の上下方向に湾曲して変形する量を抑制できる。従って、樹脂製のルーフパネル２０の昇温時の熱歪みを目立ち難くすることができ、昇温時の外観品質が低下することを防止できる。
【００３２】
それ故、このような車両用ルーフ構造によれば、樹脂製のルーフパネル２０を車体ルーフ部１０に接着剤３０により接合することで、十分なＮＶ性能を確保しつつ、昇温時における熱歪みによる外観品質の低下を防止して耐熱性能を確保することができる。
【００３３】
本実施形態による構造では、ルーフパネル２０の熱膨張を吸収するために別部品を装着したり、複雑な構造を組み込んだりする必要がなく、少ない部品点数で簡素な構造によりＮＶ性能と耐熱性能とを両立することが可能である。
【００３４】
また本実施形態の車両用ルーフ構造によれば、ルーフパネル２０を発泡樹脂層２１の表裏両面側に樹脂シート層２２が積層された積層構造体から構成し、縦壁部２４ａを上壁部２３よりも樹脂シート層２２間の間隔を狭くすることで形成している。そのため、樹脂シート層２２の凹凸形状を成形することで、容易に上壁部２３及び凹部２４を有するルーフパネル２０を製造することができる。
【００３５】
さらに本実施形態の車両用ルーフ構造によれば、周縁接合部１５がルーフサイドレール１２及びヘッダ１３からなり、中間接合部１６がルーフサイドレール１２間又はヘッダ１３間に架設されたルーフリインフォースメント１４からなっている。そのため、ルーフサイドレール１２及びヘッダ１３に接合される樹脂製のルーフパネル２０の中間部を接合するのにルーフリインフォースメント１４を利用することができ、ルーフパネル２０の中間部を固定するための構造を簡素化し易い。
【００３６】
また、本実施形態の車両用ルーフ構造によれば、中間接合部１６は車両前後方向に延び、凹部２４は車両前後方向に延びる溝形状を有している。そのため、熱歪みによる凹部２４の変形が車両前後方向に連続して同様に生じることで、昇温時の外観品質をルーフパネル２０の広い範囲で確保し易い。
【００３７】
このような本実施形態の車両用ルーフ構造では、図４に示すように、ＮＶ性能を向上するには、凹部２４のピッチがＰ１以下であるのがよく、また凹部２４の長さがＬ１以上ルーフパネル２０の全長であるＬ３以下であるのが好適である。
一方、耐熱性能を向上するには、凹部２４のピッチがＰ１よりも広いＰ２以下であればよく、また凹部２４の長さがＬ１より長いＬ２以上でルーフパネル２０の全長であるＬ３以下であるのが好適である。
【００３８】
そのため、ＮＶ性能と耐熱性能とを効率よく両立するには、それぞれの性能を向上できる範囲の共通部分、具体的には凹部２４のピッチがＰ１以下で、凹部２４の長さがＬ２以上でルーフパネル２０の全長であるＬ３以下とすることが特に好適であり、ＮＶ性能と耐熱性能とを確実に両立することができる。
【００３９】
次に、図５に示すように、このような範囲で凹部２４のピッチ及び長さを設定した本実施形態のルーフパネル２０（ｘで示す）と、凹部２４を設けず、中間接合部１６でのルーフリインフォースメント１４との接合がない他は本実施形態と同じ形状及び構成の樹脂製ルーフパネル（ｙで示す）と、鋼板製ルーフパネル（ｚで示す）と、を用いて周波数に対する振動レベルを測定した。
その結果、本実施形態のルーフパネル２０（ｘ）では、凹部２４のない樹脂製ルーフパネル（ｙ）に比べて広い周波数領域で振動レベルを小さく抑えることができ、鋼板製ルーフパネル（ｚ）に匹敵するレベルでＮＶ性能を確保できていることが確認できた。
【００４０】
次に、図６（ａ）に示すように、ＮＶ性能と耐熱性能とを両立できる範囲で凹部２４のピッチ及び長さを設定した本実施形態のルーフパネル２０と、図６（ｂ）に示すように、凹部２４を設けない他は周縁部２５の形状を含めて全て同一の樹脂製ルーフパネル３２とを作製した。
これらを同一の車体ルーフ部１０に接合して同一温度、例えば９０℃に昇温したところ、それぞれ仮想線で示すように熱歪みによる変形が生じた。このとき、上方への変形量は、図６（ａ）のルーフパネル２０では凹部２４のピッチの５％未満に抑えることができた。一方、図６（ｂ）のルーフパネル３２では、上方への変形量がルーフパネル２０に比べて１．５倍〜２倍程度となった。
その結果、本実施形態では耐熱性能を確保できていることが確認できた。
【００４１】
なお上記実施形態は、本発明の範囲内において適宜変更可能である。
例えば本実施形態では、ルーフパネル２０が発泡樹脂層２１の表裏両面側に樹脂シート層２２が積層された積層構造体からなる例について説明したが、単層構造の樹脂パネルであってもよく、２層構造或いは４層以上の多層構造の樹脂パネルであっても本発明を適用することが可能である。さらにルーフパネル２０の全体が樹脂のみにより形成されている必要はなく、一部に他の材料からなる部位が設けられていてもよい。
また上記実施形態では、ルーフパネル２０を接着剤で接合した例について説明したが、例えばねじ止めなど、他の接合方法により接合することも可能である。
【符号の説明】
【００４２】
１０  車体ルーフ部
１１  ピラー
１２  ルーフサイドレール
１３  ヘッダ
１４  ルーフリインフォースメント
１５  周縁接合部
１５ａ  フランジ部
１６  中間接合部
２０  ルーフパネル
２１  発泡樹脂層
２２  樹脂シート層
２３  上壁部
２３ａ  上面
２４  凹部
２４ａ  縦壁部
２４ｂ  底壁部
２５  周縁部
３０  接着剤
３２  凹部のない樹脂製ルーフパネル
【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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