(57)【要約】【課題】外板と骨格部材との熱変形差を吸収しつつ、該外板の振動を抑制することができる外板保持構造を得る。【解決手段】ルーフリインフォースメント１４と、樹脂材より成りルーフリインフォースメント１４を上側から覆うルーフパネル１８と、ルーフパネル１８の下側で上下に離間して設けられた一対の係合部２２、２４と、ルーフリインフォースメント１４に形成されて一対の係合部２２、２４間に入り込まされた被係合部２８と、一対の係合部２２、２４のそれぞれと被係合部２８との間に介在されダイラタンシー特性を有する介在部材３０とを備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
骨格部材と、
樹脂材より成り、一部において前記骨格部材に対し車両外側から対向する外板と、
前記外板における前記骨格部材側に、該外板と骨格部材との対向方向に離間して設けられた一対の係合部と、
前記骨格部材に形成され、前記一対の係合部間に入り込まされた被係合部と、
前記一対の係合部のそれぞれと前記被係合部との間に介在され、ダイラタンシー特性を有する介在部材と、
を備えた外板保持構造。
【請求項２】
前記介在部材は、一方の前記係合部と前記被係合部との間に介在する部分と、他方の前記係合部と前記被係合部との間に介在する部分とが、流動可能に連続されている請求項１記載の外板保持構造。
【請求項３】
前記外板はルーフパネルであり、
前記骨格部材は、前記ルーフパネルの車両下側で車幅方向に延在するルーフリインフォースメントである請求項１又は請求項２記載の外板保持構造。
【請求項４】
前記一対の係合部は、前記外板から突出された突起から前記外板に沿うように張り出された一対の張出部であり、
前記骨格部材には、前記突起における前記一対の張出部間の部分が貫通する貫通孔が形成されており、
前記被係合部は、前記骨格部材における前記貫通孔の周縁部分である請求項１〜請求項３の何れか１項記載の外板保持構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の外板を骨格部材に保持させるための外板保持構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
アルミ製のルーフパネルをスチール製のリインフォースメントにマスチックシーラで固着する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−０８３２４８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、アルミ製のルーフパネルを線膨張係数の異なるスチール製のリインフォースメントに固着すると、高温時にはルーフパネルとリインフォースメントとの間に熱変形差が生じてしまう。一方、ルーフパネルをリインフォースメントに対し拘束しない構成では、ルーフパネルの振動が生じやすい。
【０００５】
本発明は、外板と骨格部材との熱変形差を吸収しつつ、該外板の振動を抑制することができる外板保持構造を得ることが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１記載の発明に係る外板保持構造は、骨格部材と、樹脂材より成り、一部において前記骨格部材に対し車両外側から対向する外板と、前記外板における前記骨格部材側に、該外板と骨格部材との対向方向に離間して設けられた一対の係合部と、前記骨格部材に形成され、前記一対の係合部間に入り込まされた被係合部と、前記一対の係合部のそれぞれと前記被係合部との間に介在され、ダイラタンシー特性を有する介在部材と、を備えている。
【０００７】
請求項１記載の外板保持構造では、外板側の一対の係合部間に骨格部材側の被係合部が入り込んでいる。このため、外板は、骨格部材に対し互いの対向方向への相対変位（接離）が規制される。そして、一対の係合部と被係合部との間にはそれぞれダイラタンシー特性（変形に要する荷重増加率の速度依存性）を有する介在部材が介在している。このため、外板は、例えば熱変形の如き骨格部材に対する低速での相対変位は、介在部材の変形により許容される。一方、外板は、例えば振動の如き骨格部材に対する高速での相対変位は、介在部材の変形が抑制されるために抑制される。
【０００８】
このように、請求項１記載の外板保持構造では、外板と骨格部材との熱変形差を吸収しつつ、該外板の振動を抑制することができる。
【０００９】
請求項２記載の発明に係る外板保持構造は、請求項１記載の外板保持構造において、前記介在部材は、一方の前記係合部と前記被係合部との間に介在する部分と、他方の前記係合部と前記被係合部との間に介在する部分とが、流動可能に連続されている。
【００１０】
請求項２記載の外板保持構造では、介在部材における一方の係合部と被係合部との間に介在する部分が該係合部と被係合部との間で圧縮されると、その体積減少分が他方の係合部と被係合部との間に介在する部分に流動する。これにより、介在部材は、一方の係合部と被係合部との間に介在する部分と、他方の係合部と被係合部との間に介在する部分との総厚みが維持され、外板を骨格部材に対しガタつくことなく保持させることができる。
【００１１】
請求項３記載の発明に係る外板保持構造は、請求項１又は請求項２記載の外板保持構造において、前記外板はルーフパネルであり、前記骨格部材は、前記ルーフパネルの車両下側で車幅方向に延在するルーフリインフォースメントである。
【００１２】
請求項３記載の外板保持構造では、樹脂製のルーフパネルは、大型部品であり、熱により大きく変形しやすく、また振動振幅が大きくなりやすい。ここで、ルーフパネルは、上記の通り介在部材の変形により熱変形が許容される一方、介在部材の変形が抑制されるために振動が抑制される。
【００１３】
請求項４記載の発明に係る外板保持構造は、請求項１〜請求項３の何れか１項記載の外板保持構造において、前記一対の係合部は、前記外板から突出された突起から前記外板に沿うように張り出された一対の張出部であり、前記骨格部材には、前記突起における前記一対の張出部間の部分が貫通する貫通孔が形成されており、前記被係合部は、前記骨格部材における前記貫通孔の周縁部分である。
【００１４】
請求項４記載の外板保持構造では、突起を貫通孔に挿通（嵌合）させると共に、一対の張出部（係合部）と骨格部材の貫通孔周縁部（被係合部）との隙に介在部材が介在されている。これにより、外板の骨格部材に対する対向面方向の相対変位も規制される。
【発明の効果】
【００１５】
以上説明したように本発明に係る外板保持構造は、外板と骨格部材との熱変形差を吸収しつつ、該外板の振動を抑制することができるという優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態に係る樹脂ルーフ締結構造の要部を拡大して示す図であって、（Ａ）は初期状態の断面図、（Ｂ）は初期状態からの変形後の例を示す断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る樹脂ルーフ締結構造を示す、図４の２−２線に沿った断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る樹脂ルーフ締結構造を構成するルーフリインフォースメントの一部を示す斜視図である。
【図４】本発明の実施形態に係る樹脂ルーフ締結構造が適用された自動車の外観を示す斜視図である。
【図５】比較例に係る樹脂ルーフ締結構造を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の実施形態に係る外板保持構造としての樹脂ルーフ締結構造１０について、図１〜図４に基づいて説明する。なお、図中に適宜記す矢印ＦＲは車両前後方向の前方向を、矢印ＵＰは車両上下方向の上方向を、矢印Ｗは車幅方向をそれぞれ示す。
【００１８】
図４には、樹脂ルーフ締結構造１０が適用された自動車Ｖが斜視図にて示されている。この図に示される如く、自動車Ｖは、左右のルーサイドレール１２間を架け渡した骨格部材としてのルーフリインフォースメント１４を備えている。この実施形態におけるルーフリインフォースメント１４は、図示しない左右一対のガセット等を介して、左右のセンタピラー１６の上端間を架け渡しているものと捉えることもできる。
【００１９】
また、自動車Ｖでは、ルーフリインフォースメント１４が車両上方（外側）から外板としてのルーフパネル１８によって覆われている。すなわち、図４の２−２線に沿った断面図である図２に示される如く、ルーフパネル１８の一部はルーフリインフォースメント１４に対し上下方向に対向している。ここで、この実施形態におけるルーフパネル１８は、合成樹脂等の樹脂材の成形品として構成されている。また、ルーフパネル１８を構成する樹脂は、ガラス繊維や炭素繊維などを含有した繊維強化樹脂等であっても良い。
【００２０】
図２に示される如く、ルーフリインフォースメント１４は、長手方向（車幅方向）に直交する断面視で閉断面構造を成している。具体的には、ルーフリインフォースメント１４は、断面略ハット形状の上下のハーフ１４Ｕ、１４Ｌのフランジをスポット溶接等にて接合することで閉断面構造を成している。すなわち、ルーフリインフォースメント１４は、鉄鋼やアルミニウム等の金属材にて構成されている。この実施形態では、ルーフリインフォースメント１４は、幅方向の中央部が上下に凹まされた上下の谷部１４Ｇを有しており、該谷部１４Ｇ幅方向両側の上下にそれぞれ山部１４Ｍが形成されている。
【００２１】
そして、樹脂ルーフ締結構造１０では、ルーフパネル１８の車両前後方向の中央部がルーフリインフォースメント１４に支持されている。以下、具体的に説明する。
【００２２】
図２の一部を拡大して示す図１（Ａ）に示される如く、ルーフリインフォースメント１４の下面からは、突起２０が下向きに突出されている。突起２０の先端からは、傘状を成すように張り出された張出部としての第１係合部（フランジ）２２が設けられている。また、突起２０の中間部からは、第１係合部２２と上下に離間して対向するように張り出された張出部としての第２係合部（フランジ）２４が設けられている。第１係合部２２は、外周側からの荷重によって突起２０側に窄むように弾性変形可能とされている。
【００２３】
一方、ルーフリインフォースメント１４における上側の山部１４Ｍを構成するハーフ１４Ｕの天壁１４Ｔには、突起２０が貫通（挿通）される貫通孔２６が形成されている。そして、突起２０における第１係合部２２と第２係合部２４との間の部分が貫通孔２６に挿通されると、ルーフリインフォースメント１４に対するルーフパネル１８の上下方向の相対変位（接離）が規制される構成である。
【００２４】
すなわち、ルーフリインフォースメント１４における第１係合部２２と第２係合部２４との間（対向面間）に入り込んだ部分を被係合部２８として、第１係合部２２が被係合部２８と係合することでルーフパネル１８のルーフリインフォースメント１４に対する上方への移動が規制され、第２係合部２４が被係合部２８と係合することでルーフパネル１８のルーフリインフォースメント１４に対する下方への移動が規制される構成である。
【００２５】
そして、樹脂ルーフ締結構造１０では、第１係合部２２と被係合部２８との間、及び第２係合部２４と被係合部２８との間に、介在部材（スペーサ）３０が介在されている。介在部材３０は、ダイラタンシー特性を有する材料より成り、せん断（流動）速度が高くなるほどせん断応力（流動抵抗）の増加率が大きくなる構成とされている。すなわち、介在部材３０は、その変形し易さに速度依存性を有し、低速での入力に対しては容易に変形する一方、高速での入力に対しては変形し難い構成である。
【００２６】
このような介在部材３０は、例えば樹脂ビーズ等の微粉を高濃度で懸濁させた高濃度懸濁液（ダイラタント流体）やダイラタンシー特性（速度依存性）を有する樹脂等を主要部として構成することができる。介在部材３０は、変形容易なフィルム等にて被覆されたものであっても良い。
【００２７】
介在部材３０は、第１係合部２２と被係合部２８との間に介在する上介在部３０Ｕと、第２係合部２４と被係合部２８との間に介在する下介在部３０Ｌとが、内周で連結部３０Ｃを介して連続している（繋がっている）。これにより、上介在部３０Ｕと下介在部３０Ｌとの間で連結部３０Ｃを介して流動可能とされ、上介在部３０Ｕ及び下介在部３０Ｌの何れか一方の体積変化分が他方に移動する構成とされている。
【００２８】
介在部材３０は、貫通孔２６への突起２０の嵌合（挿入）前に、第１係合部２２と第２係合部２４との間に挿入（セット）されており、貫通孔２６への突起２０の嵌合に伴って上介在部３０Ｕと下介在部３０Ｌとの間に被係合部２８が入り込むようになっている。
【００２９】
図３に示される如く、ルーフリインフォースメント１４の上側の各山部１４Ｍには、車幅方向に離間して複数の貫通孔２６（被係合部２８）が形成されており、図示は省略するが、ルーフパネル１８側には各貫通孔２６に対応して複数の突起２０（第１係合部２２、第２係合部２４、介在部材３０）が設けられている。この実施形態では、各突起２０は、樹脂成形等によって樹脂製のルーフパネル１８に一体に形成されている。また、前後の山部１４Ｍでは、貫通孔２６が車幅方向にオフセットして（千鳥状に）配置されている。
【００３０】
次に、本実施形態の作用を説明する。
【００３１】
上記構成の樹脂ルーフ締結構造１０では、ルーフリインフォースメント１４にルーフパネル１８を接続する際には、各突起２０（第１係合部２２）の先端を貫通孔２６に入り込ませ、この状態から突起２０をルーフリインフォースメント１４側に押し込む。すると、第１係合部２２が窄まる如く弾性変形して貫通孔２６を通過し、この通過後に第１係合部２２は弾性により復元する。
【００３２】
これにより、ルーフリインフォースメント１４の被係合部２８が第１係合部２２側の下介在部３０Ｌと第２係合部２４側の上介在部３０Ｕとの間に入り込む。上下方向の位置調整が必要な場合は、突起２０を低速で上下に移動力を付与すればよい。これにより、介在部材３０の上介在部３０Ｕ、下介在部３０Ｌのうち圧縮側から他側に介在部材３０を構成する上記高濃度懸濁駅又はダイラタンシー特性を有する樹脂が流動し、上下方向の位置調整が果たされる。
【００３３】
このように、ルーフリインフォースメント１４の被係合部２８とルーフパネル１８側の第１係合部２２、第２係合部２４との間には、ダイラタンシー特性を有する介在部材３０が介在している。このため、ルーフパネル１８のルーフリインフォースメント１４に対する低速での相対変位は、介在部材３０が変形することで許容される。
【００３４】
例えば図５に示される如く、前後の山部１４Ｍに樹脂製のルーフパネル１８がマスチック等による固定部Ｆで固定された比較例では、高温環境下で樹脂製のルーフパネル１８が金属製のルーフリインフォースメント１４を含む車体骨格に対して大きく変形すると、前後の固定部Ｆでルーフパネル１８の変形が拘束される。このため、ルーフパネル１８は、図５に想像線にて示される如く、拘束部上に凹みを生じるように変形してしまい、見栄えが悪化する。
【００３５】
これに対して樹脂ルーフ締結構造１０では、高温環境下で樹脂製のルーフパネル１８が金属製のルーフリインフォースメント１４を含む車体骨格に対して大きく変形した（延びた）場合には、その変形速度が十分に低いために、介在部材３０は図１（Ｂ）に示される如く変形する。すなわち、ルーフリインフォースメント１４から上方に離れようとするルーフパネル１８の変形に対し、介在部材３０は、下介在部３０Ｌが圧縮されると共に該下介在部３０Ｌの体積減少分を上介在部３０Ｕに流動させつつ追従する。これにより、ルーフパネル１８は、図２に想像線にて示される如く、ルーフリインフォースメント１４への拘束による凹み等を生じさせることなく変形する。したがって、樹脂ルーフ締結構造１０では、ルーフパネル１８の熱変形（熱伸び）に対し見栄えが確保される。
【００３６】
一方、介在部材３０は、ルーフパネル１８のルーフリインフォースメント１４に対する高速での相対変位は、介在部材３０がそのダイラタンシー特性により剛体の如く振る舞うため、抑制される。
【００３７】
例えば、上記したルーフパネル１８の熱変形対策として、ルーフリインフォースメント１４とルーフパネル１８との間にクッションゴムを介在させた構成では、クッションゴムの変形によりルーフパネル１８のルーフリインフォースメント１４に対する相対変位は許容されるものの、ルーフパネル１８が自動車Ｖの走行に伴って振動すると、クッションゴムが上下に変形（伸縮）するために振動振幅を小さく抑えることが困難である。
【００３８】
これに対して樹脂ルーフ締結構造１０では、ルーフパネル１８がルーフリインフォースメント１４（車体）に対し自動車Ｖの走行に伴って振動すると、そのルーフリインフォースメント１４に対する相対変位の速度が高いため、上記の通り介在部材３０はダイラタンシー特性により変形が抑制される。このため、介在部材３０を介してルーフリインフォースメント１４に接続されているルーフパネル１８のルーフリインフォースメント１４に対する振動振幅が小さく抑えられる。すなわち、樹脂ルーフ締結構造１０が適用された自動車Ｖでは、ＮＶ性能が確保される。
【００３９】
このように、本実施形態に係る樹脂ルーフ締結構造１０では、ルーフパネル１８とルーフリインフォースメント１４との熱変形差を吸収しつつ、該ルーフパネル１８の振動を抑制することができる。特に、大型の外板であるルーフパネル１８において、ルーフパネル１８とルーフリインフォースメント１４との熱変形差を効果的に吸収しつつ、該ルーフパネル１８の振動を抑制することができる。
【００４０】
また、樹脂ルーフ締結構造１０では、上介在部３０Ｕと下介在部３０Ｌとが連結部３０Ｃを介して流動可能に連続している。このため、ルーフパネル１８がルーフリインフォースメント１４に対し相対変位した前後で、介在部材３０の上介在部３０Ｕと下介在部３０Ｌとの総厚みが一定とされる。すなわち、介在部材３０は、第１係合部２２と被係合部２８との間及び第２係合部２４と被係合部２８との間にそれぞれ隙間なく介在することとなり、ルーフパネル１８をルーフリインフォースメント１４に対しガタつくことなく保持させることができる。
【００４１】
さらに、樹脂ルーフ締結構造１０では、ルーフリインフォースメント１４の貫通孔２６にルーフパネル１８の突起２０を嵌合させる構成を採るため、該突起２０と貫通孔２６とがルーフパネル１８をルーフリインフォースメント１４に接続する際に位置決め機能を果たす。これにより、ルーフパネル１８のルーフリインフォースメント１４を含む車体に対する組付作業が容易になる。
【００４２】
またさらに、樹脂ルーフ締結構造１０では、変形可能なスペーサでもある介在部材３０を被係合部２８に対する上下両側の第１係合部２２、第２係合部２４との間に配置しているため、部品の寸法精度のばらつきが介在部材３０の変形によって吸収される。
【００４３】
また、樹脂ルーフ締結構造１０では、介在部材３０の設置数や配置、介在部材３０のダイラタンシー特性（の調整）によって、ルーフパネル１８の振動量を制御することができる。すなわち、車種や仕様に応じて異なるルーフパネル１８の振動特性に応じて介在部材３０の数や配置、介在部材３０のダイラタンシー特性の一部又は全部を設定することで、車種や仕様に応じた振動抑制効果を得ることができる。例えば、ルーフパネル１８における低剛性部位（補強ビードを有するルーフパネル１８においては該ビードから遠い位置等）突起２０、第１係合部２２、第２係合部２４、被係合部２８、介在部材３０を設けることで、ルーフパネル１８の剛性を局所的に高める構成とすることができる。
【００４４】
なお、上記した実施形態では、本発明に係る外板保持構造が樹脂ルーフ締結構造１０に適用された例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、サイドドアの樹脂製アウタパネル（外板）とインパクトビーム（骨格部材）との接続部に本発明を適用しても良い。
【００４５】
また、上記した実施形態では、突起２０がルーフパネル１８に一体に形成された例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、ルーフパネル１８とは別体として構成された突起２０（第１係合部２２、第２係合部２４）を、接着等によってルーフパネル１８に固定した構成としても良い。
【００４６】
さらに、上記した実施形態では、介在部材３０が突起２０（第１係合部２２、第２係合部２４）とは別体として形成された例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、２色成形などによって、介在部材３０を突起２０（第１係合部２２、第２係合部２４）と一体に形成しても良い。
【００４７】
またさらに、上記した実施形態では、突起２０（貫通孔２６）が平面視で円形状である例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、突起２０が車幅方向に長さを有するリブとして形成された構成としても良い。
【００４８】
また、上記した実施形態では、突起２０に第１係合部２２及び第２係合部２４が設けられた例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、ルーフパネル１８自体を第２係合部として機能させる構成とすることも可能である。
【００４９】
その他、本発明は、突起２０、第１係合部２２、第２係合部２４、貫通孔２６、被係合部２８、介在部材３０の上記した具体的な構成等に限定されることはなく、各種変形して実施可能であることはいうまでもない。
【符号の説明】
【００５０】
１０  樹脂ルーフ締結構造
１４    ルーフリインフォースメント（骨格部材）
１８    ルーフパネル（外板）
２０    突起
２２    第１係合部（張出部）
２４    第２係合部（張出部）
２６    貫通孔
２８    被係合部
３０    介在部材
【図１】
2012035645.tif 000003
【図２】
2012035645.tif 000004
【図３】
2012035645.tif 000005
【図４】
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【図５】
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