(57)【要約】【課題】焼付硬化型塗料を焼付硬化させるときに天井アール外板の変形を防止できる天井アール外板の施工方法を提供する。【解決手段】バスの外板を支持する骨格フレーム１の天井部２の側部に、天井アール外板８を車長方向に沿って貼り付け接合し、その後、天井アール外板８に塗料を焼付硬化させる際の熱変形を防止する天井アール外板８の施工方法であって、骨格フレーム１の側部に天井アール外板８を接合する際に、天井アール外板８の長手方向に引張応力が発生するように接合し、しかるのち塗料を焼付硬化させるものである。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バスの外板を支持する骨格フレームの天井部の側部に、天井アール外板を車長方向に沿って貼り付け接合し、その後、天井アール外板に塗料を焼付硬化させる際の熱変形を防止する天井アール外板の施工方法であって、
前記骨格フレームの側部に前記天井アール外板を接合する際に、天井アール外板の長手方向に引張応力が発生するように接合し、しかるのち塗料を焼付硬化させることを特徴とする天井アール外板の施工方法。
【請求項２】
前記骨格フレームの側部に前記天井アール外板を接合する際に、天井アール外板に、焼付硬化時の温度による天井アール外板の線膨張長さに応じた引張力を付与して接合する請求項１に記載の天井アール外板の施工方法。
【請求項３】
前記骨格フレームの天井部は、車幅方向に延びると共に車長方向に間隔をおいて配置された複数の天井肋材と、車長方向に沿って延びると共に前記複数の天井肋材を連結する縦通骨材とを備え、前記天井アール外板は、各天井肋材に引張力を付与された状態で接合される請求項２に記載の天井アール外板の施工方法。
【請求項４】
前記骨格フレームの側部に前記天井アール外板を接合する際に、前記天井アール外板を、焼付硬化時の温度に応じた温度に加熱した状態で接合する請求項１に記載の天井アール外板の施工方法。
【請求項５】
前記塗料の焼付硬化は、前記天井アール外板を前記骨材フレームの側部に接合したのち、焼付硬化型塗料を塗布し、その後、前記焼付硬化型塗料を熱硬化炉内で１００℃以上２００℃以下で１０分間以上５０分間以下加熱硬化させる請求項１から４のいずれかに記載の天井アール外板の施工方法。
【請求項６】
前記焼付硬化型塗料を熱硬化炉内で加熱硬化させる際、前記骨材フレームに全ての外板を接合すると共にこれら外板に前記焼付硬化型塗料を塗布し、前記熱硬化炉内にバスの車体を入れて焼付硬化型塗料を加熱硬化させる請求項５に記載の天井アール外板の施工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バスの外板を支持する骨格フレームの天井部の側部に、天井アール外板を車長方向に沿って貼り付け接合し、その後、天井アール外板に塗料を焼付硬化させる天井アール外板の施工方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
バスの外板は、骨格フレームに接合した後、焼付け塗料を塗布して施工される。この外板には、バスの屋根部を構成する骨格フレームの車幅方向中央に位置される天井外板と、骨格フレームの車幅方向両側に位置される天井アール外板とがある。天井アール外板は、天井外板と隣接して水平な水平部と、垂直部と、水平部と垂直部をつなぐアール部にて構成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１９５２４４号公報
【特許文献２】特開２０１０−３６７４６号公報
【特許文献３】特開２０１２−２１４１１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、塗料の焼付硬化時には、外板は骨格フレームより先に高温となり、骨格フレームと外板との間には、温度差が生じる。また、外板及び骨格フレームは温度上昇によって熱膨張するが、温度差により、外板の熱膨張量は骨格フレームの熱膨張量よりも大きくなる。特に天井アール外板は、上述のように水平部、垂直部及びアール部を有するため、各部に異なった長手方向の面内圧縮応力が作用する。温度差がゼロから拡大するにつれて、天井アール外板の長手方向の面内応力は、応力ゼロの状態から圧縮の状態に推移し、圧縮応力が限界を超えると、図９に示すように、天井アール外板の一部がＶ字状に窪むように変形するという課題があった。
【０００５】
本発明の目的は、焼付硬化型塗料を焼付硬化させるときに天井アール外板の変形を防止できる天井アール外板の施工方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述の目的を達成するため、本発明は、バスの外板を支持する骨格フレームの天井部の側部に、天井アール外板を車長方向に沿って貼り付け接合し、その後、天井アール外板に塗料を焼付硬化させる際の熱変形を防止する天井アール外板の施工方法であって、前記骨格フレームの側部に前記天井アール外板を接合する際に、天井アール外板の長手方向に引張応力が発生するように接合し、しかるのち塗料を焼付硬化させるものである。
【０００７】
前記骨格フレームの側部に前記天井アール外板を接合する際に、天井アール外板に、焼付硬化時の温度による天井アール外板の線膨張長さに応じた引張力を付与して接合してもよい。
【０００８】
前記骨格フレームの天井部は、車幅方向に延びると共に車長方向に間隔をおいて配置された複数の天井肋材と、車長方向に沿って延びると共に前記複数の天井肋材を連結する縦通骨材とを備え、前記天井アール外板は、各天井肋材に引張力を付与された状態で接合されてもよい。
【０００９】
前記骨格フレームの側部に前記天井アール外板を接合する際に、前記天井アール外板を、焼付硬化時の温度に応じた温度に加熱した状態で接合してもよい。
【００１０】
前記塗料の焼付硬化は、前記天井アール外板を前記骨材フレームの側部に接合したのち、焼付硬化型塗料を塗布し、その後、前記焼付硬化型塗料を熱硬化炉内で１００℃以上２００℃以下で１０分間以上５０分間以下加熱硬化させてもよい。
【００１１】
前記焼付硬化型塗料を熱硬化炉内で加熱硬化させる際、前記骨材フレームに全ての外板を接合すると共にこれら外板に前記焼付硬化型塗料を塗布し、前記熱硬化炉内にバスの車体を入れて焼付硬化型塗料を加熱硬化させてもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の天井アール外板の施工方法によれば、焼付硬化型塗料を焼付硬化させるときに天井アール外板の変形を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施の形態に係る骨格フレームと天井アール外板の斜視説明図である。
【図２】骨格フレームに天井アール外板を接合する工程の側面説明図である。
【図３】骨格フレームに接合された天井アール外板の斜視説明図である。
【図４】図３の要部拡大図である。
【図５】本発明の効果を説明する線図である。
【図６】従来の施工方法での天井アール外板の変形を温度差との関係で表した線図である。
【図７】本発明に係る施工方法での天井アール外板の変形を温度差との関係で表した線図である。
【図８】他の実施の形態に係る施工方法を説明する天井アール外板の側面説明図である。
【図９】従来の施工方法での天井アール外板の変形を説明するバスの側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面にしたがって説明する。なお、後述する実施の形態における前後左右は、車両の走行方向（車長方向）を基準とする。例えば、車両走行方向前方は単に前方、車両走行方向後方は単に後方といい、前方に向いた運転士にとっての左右をいう。
【００１５】
まず、バスの骨格フレームの天井部と、天井部に接合される天井アール外板とについて説明する。
【００１６】
図１に示すように、バスの骨格フレーム１の天井部２は、車幅方向に延びると共に車長方向に間隔をおいて配置された複数の天井肋材３と、左右両側に配置され車長方向に沿って延びると共に複数の天井肋材３を連結する縦通骨材４と、これら縦通骨材４間に複数配置され車長方向に沿って延びると共に複数の天井肋材３を連結する小梁５とを備える。
【００１７】
天井肋材３は、アーチ状に形成された鋼材からなる。天井肋材３の長手方向の両端部６は、中央部７よりも大きな曲率に形成されており、外周面が後述する天井アール外板８の内面と近接するように形成されている。
【００１８】
縦通骨材４は、直線状に延びた鋼材からなり、天井肋材３の長手方向の両端に溶接等により接合される。
【００１９】
小梁５には、後述する天井アール外板８の側部と重なる位置に配置される左右の外板接合用小梁５と、これら外板接合用小梁５間に配置される補強用小梁（図示せず）とがある。外板接合用小梁５は、直線状に延びた鋼材からなる。外板接合用小梁５は、空間を隔てて隣り合う天井肋材３間に配置されており、両端が天井肋材３に溶接等により結合されている。また、外板接合用小梁５は、各天井肋材３間に配置されると共に、車長方向に沿って延びるように同一直線上に配置されている。外板接合用小梁５は、上面が天井アール外板８の内面と当接するように形成されている。
【００２０】
また、天井アール外板８は、骨格フレーム１の天井部２の側部に車長方向に沿って貼り付け接合される。天井アール外板８は、薄い金属板からなり、車幅方向内側に形成される水平部８ａと、車幅方向外側に形成される垂直部８ｂと、水平部８ａと垂直部８ｂをつなぐ断面弧状のアール部８ｃとを備える。
【００２１】
つぎに、天井アール外板８の施工方法について説明する。天井アール外板８の施工は、まず天井部２に天井アール外板８を接合し、次に天井アール外板８に塗装を施す。
【００２２】
図１及び図２に示すように、天井部２に天井アール外板８を接合するとき、骨格フレーム１の天井部２を作業台９に固定し、天井アール外板８を骨格フレーム１の天井部２の一方の側部１０に載せる。このとき、骨格フレーム１の天井部２は、骨格フレーム１の他の部分（図示せず）とは別々に形成しておく。
【００２３】
この後、天井アール外板８の長手方向の一方の端部を壁等の固定系１２に固定されたクランプ装置１３でクランプすると共に、他方の端部を固定系１４に、油圧シリンダ、送りネジ、ボルト・ナット、ギア、チェーンブロック、滑車等を利用した張力発生装置１５を介して連結されたクランプ装置１３でクランプする。このとき、天井アール外板８は予め仕上がり寸法よりもクランプする分長く形成しておく。これにより、仕上がり寸法内の天井アール外板８にクランプ傷等が付くのを防ぐことができる。また、クランプ装置１３によるクランプ位置は、特に変形し易いアール部８ｃのみであってもよい。
【００２４】
しかるのち、張力発生装置を駆動させて天井アール外板８の両端を長手方向に引っ張って天井アール外板８に所定の引張応力を発生させる。このとき、天井アール外板８を引っ張る力（引張力）は、焼付硬化時の温度による天井アール外板８の線膨張長さに応じて決定する。具体的には、引張力は、天井アール外板８を焼付硬化時の温度にしたときに天井アール外板８にＶ字状に窪む等の変形が発生せず、かつ、バスの車体が寒冷地等で冷やされて天井アール外板８に熱収縮による応力が発生しても十分耐えられるように決定する。
【００２５】
この後、図３に示すように、天井アール外板８に引張力を付与しながら骨格フレーム１の天井部２の側部に天井アール外板８を仮付け溶接して仮止めし、その後、スポット溶接にて骨格フレーム１の天井部２の側部に天井アール外板８を接合する。図４に示すように、スポット溶接は、図中のＸの位置に行う。これにより、天井アール外板８の車幅方向外側の側部が縦通骨材４に車長方向に沿って接合されると共に、天井アール外板８の車幅方向内側の側部が外板接合用小梁５に車長方向に沿って接合される。なお、骨格フレーム１への天井アール外板８の接合は、スポット溶接に限るものではなく、他の種類の溶接であってもよく、リベット、ボルト等による接合であってもよい。
【００２６】
このようにして天井アール外板８が骨格フレーム１の天井部２に接合されたら、張力発生装置１５を停止する等により天井アール外板８への張力を解除し、天井アール外板８からそれぞれのクランプ装置１３を外す。また、クランプ装置１３でクランプされた部分を天井アール外板８から切断して天井アール外板８を製品の仕上がり寸法に形成する。また、骨格フレーム１の天井部２の他方の側部１１にも、上述と同様の手順で天井アール外板８を接合する。
【００２７】
この後、天井アール外板８に焼付硬化型塗料を塗布し、焼付硬化型塗料を熱硬化炉（図示せず）内で１２０℃で３０分間加熱硬化させる。なお、加熱硬化時の温度及び時間は、塗料が硬化する必要最低限度であればよい。一般に焼付硬化型塗料は、加熱温度を高く設定した場合、加熱時間は短くなり、加熱温度を低く設定した場合、加熱時間は長くなる。例えば加熱硬化時は、１００℃以上２００℃以下の範囲内であればよく、加熱時間は、１０分間以上５０分間以下の範囲内であればよい。
【００２８】
熱硬化炉内では、天井アール外板８が骨格フレーム１より先に高温となり、骨格フレーム１と天井アール外板８との間には、温度差が生じる。この温度差により、天井アール外板８の熱膨張量は骨格フレーム１の熱膨張量よりも大きくなる。
【００２９】
このときの天井アール外板８に発生している応力を図５を用いて説明する。図５は、天井アール外板８に発生している応力と天井アール外板８と骨格フレーム１の温度差との関係を表した線図である。実線は、本実施の形態に係る施工方法を示し、破線は、従来の施工方法（骨格フレーム１に接合された天井アール外板８の引張応力がゼロ）を示す。
【００３０】
図５に実線で示すように、天井アール外板８と骨格フレーム１の温度差がゼロのとき（加熱前）には天井アール外板８には予め引張応力が発生している。このため、加熱初期の段階では引張応力が小さくなるように作用し、引張応力がゼロになったのち、圧縮応力が発生し、温度差が開くにつれて圧縮応力が増加することとなる。このため、応力ゼロの状態から加熱して圧縮応力が発生する従来の施工方法（破線）よりも、天井アール外板８が変形に至るときの温度差をより大きな温度差にシフトさせることができ、天井アール外板８の変形を確実に防ぐことができる。
【００３１】
図６は、従来の施工方法を行ったとき、特に変形が発生し易い運転席上部と中央乗降口上部のＹ方向（車幅方向）変位を温度差との関係で表したものである。図中実線は運転席上部の変位を示し、破線は中央乗降口上部の変位を示す。
【００３２】
また、図７は、本実施の形態に係る施工方法を行ったときの運転席上部と中央乗降口上部のＹ方向（車幅方向）変位を温度差との関係で表したものである。図中実線は運転席上部の変位を示し、破線は中央乗降口上部の変位を示す。
【００３３】
図６及び図７に示すように、運転席上部及び中央乗降口上部のいずれの位置においても、本実施の形態に係る施工方法を行った場合の方が従来の施工方法を行った場合よりも天井アール外板８が大きな温度差に耐えることが確認され、熱膨張による変形が発生し難いことが確認された。
【００３４】
焼付硬化型塗料を熱硬化炉内で加熱硬化させる際には、全ての部分の骨格フレーム１に全ての外板を接合すると共に焼付硬化型塗料を塗布し、全ての部分の骨格フレーム１を接合してバスの車体を組み立てたのち、熱硬化炉内にバスの車体を入れて焼付硬化型塗料を加熱硬化させる。これにより、焼付硬化型塗料を効率よく加熱硬化させることができる。
【００３５】
このように、骨格フレーム１の側部に天井アール外板８を接合する際に、天井アール外板８の長手方向に引張応力が発生するように接合し、しかるのち塗料を焼付硬化させるものとしたため、骨格フレーム１の天井部２と天井アール外板８との温度差が開いたときの天井アール外板８の圧縮応力を軽減でき、天井アール外板８の熱膨張による変形を防止できる。
【００３６】
また、骨格フレーム１の側部に天井アール外板８を接合する際に、天井アール外板８に、焼付硬化時の温度による天井アール外板８の線膨張長さに応じた引張力を付与して接合するものとしたため、骨格フレーム１の天井部２に接合した天井アール外板８に確実に引張応力を発生させることができる。
【００３７】
骨格フレーム１の天井部２は、車幅方向に延びると共に車長方向に間隔をおいて配置された複数の天井肋材３と、車長方向に沿って延びると共に複数の天井肋材３を連結する縦通骨材４とを備え、天井アール外板８は、各天井肋材３に引張力を付与された状態で接合されるものとしたため、各天井肋材３間で天井アール外板８に発生する圧縮応力を軽減でき、天井アール外板８の熱膨張による変形を防止できる。
【００３８】
塗料の焼付硬化は、天井アール外板８を骨材フレームの側部に接合したのち、焼付硬化型塗料を塗布し、その後、焼付硬化型塗料を熱硬化炉内で１００℃以上２００℃以下で１０分間以上５０分間以下加熱硬化させるものとしたため、天井アール外板８を変形させることなく塗料を焼付硬化させることができる。
【００３９】
焼付硬化型塗料を熱硬化炉内で加熱硬化させる際、骨材フレームに全ての外板を接合すると共にこれら外板に焼付硬化型塗料を塗布し、熱硬化炉内にバスの車体を入れて焼付硬化型塗料を加熱硬化させるものとしたため、焼付硬化型塗料を効率よく焼付硬化させることができる。
【００４０】
次に天井アール外板８接合の方法に変更を加えた他の実施の形態について述べる。天井アール外板８接合後の工程は上述と同様であるため説明を省略する。
【００４１】
図８に示すように、天井部２に天井アール外板８を接合するとき、骨格フレーム１の天井部２を作業台に固定する一方、天井アール外板８を、所定の温度まで加熱して熱膨張させる。
【００４２】
次に、熱膨張した天井アール外板８を骨格フレーム１の天井部２の一方の側部に載せ、骨格フレーム１の天井部２の側部に天井アール外板８を仮付け溶接して仮止めする。その後、スポット溶接にて骨格フレーム１の天井部２の側部に冷える前の天井アール外板８を接合する。このとき、天井アール外板８は、焼付硬化時の温度もしくは焼付硬化時の温度より低い高温状態にしておく。すなわち、天井アール外板８は、焼付硬化時の温度に応じた温度（例えば、焼付硬化時の温度に正比例する温度）に加熱された状態で骨格フレーム１の天井部２に接合する。
【００４３】
天井アール外板８を接合した後、天井アール外板８を常温まで自然冷却する。必要があれば、天井アール外板８の端部を仕上がり寸法に合わせて切断する。天井アール外板８が常温に戻った状態で切断することにより、天井アール外板８を正確な仕上がり寸法に形成できる。
【００４４】
このように、骨格フレーム１の側部に天井アール外板８を接合する際に、天井アール外板８を、焼付硬化時の温度に応じた温度に加熱した状態で接合するものとしても、天井アール外板８と骨格フレーム１との温度差が開いたときに発生する天井アール外板８の圧縮応力を小さく抑えることができ、天井アール外板８の熱膨張による変形を防止できる。
【符号の説明】
【００４５】
１  骨格フレーム
２  天井部
３  天井肋材
４  縦通骨材
８  天井アール外板
１０  側部
１１  側部
【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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