(57)【要約】【課題】樹脂ルーフパネルの熱歪を抑制すると共に、車体の操縦安定性を確保することができる車体上部構造を得る。【解決手段】車体上部構造２０は、車両１０の両サイドに車両前後方向に沿って配置された左右一対のルーフサイドレール２２と、車両幅方向及び車両前後方向に沿って延在されてルーフサイドレール２２間に架け渡されると共に、ルーフサイドレール２２に硬い第１の接着剤５０により接合された補強パネル２４と、を備えている。さらに、ルーフサイドレール２２間における補強パネル２４よりも車両上方に車両幅方向及び車両前後方向に沿って延在された樹脂製のルーフパネル２６を備えており、ルーフパネル２６は補強パネル２４に第１の接着剤５０よりも柔らかい第２の接着剤５２で接合されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体上部の両サイドに車両前後方向に沿って配置された左右一対のルーフサイドレールと、
前記ルーフサイドレール間に架け渡され、前記ルーフサイドレールに第１の接合部材により接合されると共に車両幅方向及び車両前後方向に沿って延在された補強部材と、
前記ルーフサイドレール間における前記補強部材よりも車両上方に車両幅方向及び車両前後方向に沿って延在され、前記第１の接合部材の剛性よりも剛性が小さい第２の接合部材により前記補強部材に接合された樹脂ルーフパネルと、
を有する車体上部構造。
【請求項２】
前記樹脂ルーフパネルは、前記補強部材に前記第２の接合部材として前記樹脂ルーフパネルの熱歪の発生を抑制可能な接着剤で接合されており、
前記補強部材は、前記ルーフサイドレールに前記第１の接合部材として前記接着剤よりも硬い他の接着剤で接合されている請求項１に記載の車体上部構造。
【請求項３】
前記補強部材は、前記他の接着剤に代えて、溶接、摩擦攪拌接合、又はリベットにより前記ルーフサイドレールに接合されている請求項２に記載の車体上部構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車体上部構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１には、穴あけ可能な切刃を有する締結部材にて異なる材質からなるルーフパネルとルーフサイドパネルアウタとを貫通させて締結すると共に、締結部材の先端との干渉を避けるためにルーフサイドインナに開けた逃がし孔を備えた車体パネルの接合構造が開示されている。上記異なる材質として、例えば、ルーフパネルにはアルミニウム合金等が用いられ、ルーフサイドパネルアウタ、ルーフサイドインナには鋼板等が用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１０５１０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１では、上記構造により、線膨張係数の異なるルーフパネルとルーフサイドレールアウタとの相対変位を抑制している。しかし、アルミニウム合金製のルーフパネルに代えて樹脂ルーフパネルを採用した場合に、より簡素な接合構造とし、樹脂ルーフパネルの熱歪の抑制や操縦安定性を確保するためには改善の余地がある。
【０００５】
本発明は上記事実を考慮し、樹脂ルーフパネルの熱歪を抑制すると共に、車体の操縦安定性を確保することができる車体上部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の発明に係る車体上部構造は、車体上部の両サイドに車両前後方向に沿って配置された左右一対のルーフサイドレールと、前記ルーフサイドレール間に架け渡され、前記ルーフサイドレールに第１の接合部材により接合されると共に車両幅方向及び車両前後方向に沿って延在された補強部材と、前記ルーフサイドレール間における前記補強部材よりも車両上方に車両幅方向及び車両前後方向に沿って延在され、前記第１の接合部材の剛性よりも剛性が小さい第２の接合部材により前記補強部材に接合された樹脂ルーフパネルと、を有する。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１記載の車体上部構造において、前記樹脂ルーフパネルは、前記補強部材に前記第２の接合部材として前記樹脂ルーフパネルの熱歪の発生を抑制可能な接着剤で接合されており、前記補強部材は、前記ルーフサイドレールに前記第１の接合部材として前記接着剤よりも硬い他の接着剤で接合されている。
【０００８】
請求項３の発明は、請求項２に記載の車体上部構造において、前記補強部材は、前記他の接着剤に代えて、溶接、摩擦攪拌接合、又はリベットにより前記ルーフサイドレールに接合されている。
【０００９】
請求項１記載の本発明によれば、車体上部の両サイドに車両前後方向に沿って左右一対のルーフサイドレールが配置されており、車両幅方向及び車両前後方向に沿って延在された補強部材がルーフサイドレール間に架け渡されて第１の接合部材によりルーフサイドレールに接合されている。さらに、ルーフサイドレール間の補強部材よりも車両上方には、樹脂ルーフパネルが車両幅方向及び車両前後方向に沿って延在され、第１の接合部材の剛性よりも剛性が小さい第２の接合部材により樹脂ルーフパネルが補強部材に接合されている。すなわち、補強部材とルーフサイドレールとを接合する第１の接合部材の剛性より、樹脂ルーフパネルと補強部材とを接合する第２の接合部材の剛性が小さいことで、樹脂ルーフパネルの熱歪の発生が抑制される。また、補強部材とルーフサイドレールとを接合する第１の接合部材の剛性を大きくすることで、左右のルーフサイドレールの相対変位が抑制され、車体の操縦安定性を確保することができる。
【００１０】
請求項２記載の本発明によれば、樹脂ルーフパネルは補強部材に第２の接合部材として樹脂ルーフパネルの熱歪の発生を抑制可能な接着剤で接合されており、補強部材はルーフサイドレールに第１の接合部材として上記接着剤よりも硬い他の接着剤で接合されている。これにより、樹脂ルーフパネルの熱歪が抑制されると共に、樹脂ルーフパネルと補強部材とを接合する接着剤の剛性よりも補強部材とルーフサイドレールとを接合する他の接着剤の剛性を大きくすることで、車体の操縦安定性を確保することができる。
【００１１】
請求項３記載の本発明によれば、補強部材は、溶接、摩擦攪拌接合、又はリベットによりルーフサイドレールに接合されており、これらの接合部材の剛性が樹脂ルーフパネルと補強部材とを接合する接着剤の剛性よりも大きい。このため、樹脂ルーフパネルの熱歪が抑制されると共に、車体の操縦安定性を確保することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る車体上部構造によれば、樹脂ルーフパネルの熱歪を抑制すると共に、車体の操縦安定性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１実施形態に係る車体上部構造が適用された車両の上部を示す斜視図である。
【図２】図１中の２−２線に沿った車体上部構造の縦断面図である。
【図３】樹脂製のルーフパネルが熱膨張したときの状態を示す図２に対応する車体上部構造の縦断面図である。
【図４】カーブ走行時の樹脂製のルーフパネルの状態を示す車体上部構造の縦断面図である。
【図５】第２実施形態に係る車体上部構造を示す図２に対応する縦断面図である。
【図６】第３実施形態に係る車体上部構造が適用された車両の上部を示す斜視図である。
【図７】比較例に係る車体上部構造を示す図２に対応する縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図１〜図４を用いて、本発明に係る車体上部構造の第１実施形態について説明する。なお、これらの図において適宜示される矢印ＦＲは車両前方側を示しており、矢印ＵＰは車両上方側を示しており、矢印ＯＵＴは車両幅方向外側を示している。
【００１５】
図１には、本実施形態に係る車体上部構造２０が適用された車両１０の上部が斜視図にて示されている。図２には、図１中の２−２線に沿った車体上部構造２０の縦断面図が示されている。図１に示されるように、車両１０の側部には、車両前方側から順にフロントピラー１２、センターピラー１４、及びリアピラー１６が配設されている。なお、フロントピラー１２、センターピラー１４、及びリアピラー１６は、車両１０の両サイドに左右一対設けられている。フロントピラー１２、センターピラー１４、及びリアピラー１６の上方側における車両１０の上部の両サイドには、略車両前後方向に沿って延在される左右一対のルーフサイドレール（車両本体）２２が設けられている。
【００１６】
図１及び図２に示されるように、本実施形態の車体上部構造２０は、上記左右一対のルーフサイドレール２２と、ルーフサイドレール２２間に架け渡される補強部材としての補強パネル２４（図２参照）と、ルーフサイドレール２２間における補強パネル２４の上方側を覆う樹脂製のルーフパネル（樹脂ルーフパネル）２６と、を備えている。
【００１７】
補強パネル２４は、板状部材からなり、車両幅方向及び車両前後方向に延在されている。ルーフパネル２６は、樹脂製の板状部材からなり、補強パネル２４よりも車両外側で車両幅方向及び車両前後方向に延在されている。すなわち、ルーフパネル２６は、車両１０の上部を覆うように配置されており、意匠面を形成している。補強パネル２４は、車両平面視にてルーフパネル２６とほぼ同じ大きさで車両１０の上部を覆うように配置されているが、ルーフパネル２６よりも車両内側に位置し、鋼板又はアルミニウムなどの比較的ヤング率の高い材料で形成されている。車両１０の上部におけるルーフパネル２６の前端部と後端部には、ルーフサイドレール２２の前端部同士を繋ぐフロントルーフヘッダ２８と、ルーフサイドレール２２の後端部同士を繋ぐリアルーフヘッダ３０とが設けられている。
【００１８】
ルーフサイドレール２２は、フロントピラー１２、センターピラー１４、及びリアピラー１６の上端部にそれぞれ結合されており、略車両前後方向を長手方向として配置された車両骨格部材とされている。ルーフサイドレール２２は、車両側面視にて車両前後方向中間部の高さが車両前後方向両端部の高さよりも高くなるように湾曲して形成されている。車両１０の側部のルーフサイドレール２２の下方側には、センターピラー１４の車両前方側に形成されたフロントサイドドア開口部３２と、センターピラー１４の車両後方側に形成されたリアサイドドア開口部３４とが設けられている。また、ルーフパネル２６の車両前方側には、フロントピラー１２の間にウィンドウシールドガラス３６が設けられている。
【００１９】
図２に示されるように、ルーフサイドレール２２は、車両幅方向内側に配置されたインナパネル（ルーフサイドレールインナ）４０と、インナパネル４０の車両幅方向外側に配置されたアウタパネル（ルーフサイドレールアウタ）４２と、アウタパネル４２の車両幅方向外側に配置されたサイメンアウタ（サイドメンバアウタパネル）４４と、を備えている。インナパネル４０は、車両内側に屈曲された屈曲部４０Ａと、屈曲部４０Ａの内側上端部から車両幅方向内側に延びたフランジ部４０Ｂと、屈曲部４０Ａの外側下端部から車両斜め下方側に延びたフランジ部４０Ｃと、を備えている。
【００２０】
アウタパネル４２は、車両幅方向外側に凸状に突出するように形成された突出部４２Ａと、突出部４２Ａの内側端部から車両幅方向内側に延びたフランジ部４２Ｂと、突出部４２Ａの外側端部から車両斜め下方側に延びたフランジ部４２Ｃと、を備えている。サイメンアウタ４４は、アウタパネル４２の突出部４２Ａを覆うように車両幅方向外側に突出するように形成された突出部４４Ａと、突出部４４Ａの内側端部から車両幅方向内側に延びたフランジ部４４Ｂと、突出部４４Ａの下端部から車両斜め下方側に延びたフランジ部４４Ｃと、を備えている。
【００２１】
インナパネル４０とアウタパネル４２とサイメンアウタ４４は、車両下方側から順に車両内側のフランジ部４０Ｂ、４２Ｂ、４４Ｂが重ね合わされると共に、車両外側のフランジ部４０Ｃ、４２Ｃ、４４Ｃが重ね合わされ、これらがそれぞれ溶接により接合されている。車両内側のフランジ部４０Ｂ、４２Ｂ、４４Ｂは、車両背面視にて略横方向に配置されている。また、補強パネル２４の車両幅方向外側の端部２４Ａの下面が、サイメンアウタ４４の車両内側のフランジ部４４Ｂの上面に硬い第１の接着剤（第１の接合部材としての他の接着剤）５０で接合（接着）されている。さらに、ルーフパネル２６の車両幅方向外側の端部２６Ａの下面が、補強パネル２４の車両幅方向外側の端部２４Ａの上面に第１の接着剤５０よりも柔らかい第２の接着剤（第２の接合部材としての接着剤）５２で接合（接着）されている。言い換えると、補強パネル２４とサイメンアウタ４４のフランジ部４４Ｂとを接合する第１の接着剤５０（硬化後の接着剤層）の剛性より、ルーフパネル２６の端部２６Ａと補強パネル２４とを接合する第２の接着剤５２（硬化後の接着剤層）の剛性が小さい。
【００２２】
図１等に示されるように、矩形状のルーフパネル２６の周縁部は、接着線５２Ａで第２の接着剤５２により補強パネル２４に接合されている。補強パネル２４の周縁部は、第１の接着剤５０により車両本体（左右のルーフサイドレール２２、フロントルーフヘッダ２８、及びリアルーフヘッダ３０）に接合されている。
【００２３】
ルーフパネル２６の端部２６Ａは、第１の接着剤５０よりも柔らかい第２の接着剤５２で補強パネル２４の端部２４Ａに接合されることで、意匠面となる樹脂製のルーフパネル２６の熱による歪の発生が抑制されるようになっている。第２の接着剤５２としては、例えば、ウィンドウシールドガラスと車体との接合に一般的に使用されるウレタン接着剤などが用いられる。
【００２４】
第１の接着剤５０は、第２の接着剤５２よりも硬い接着剤からなり、第２の接着剤５２に対して数１０倍〜数１０００倍のヤング率を有する接着剤が用いられる。第１の接着剤５０は、ウレタン接着剤に限定しない。補強パネル２４の端部２４Ａが、サイメンアウタ４４のフランジ部４４Ｂに硬い第１の接着剤５０で接合されていることで、補強パネル２４が左右のルーフサイドレール２２の相対変位（車体上部のシェア方向の変形）を抑えるので、操縦安定性の低下が抑制されるようになっている。
【００２５】
次に、本実施形態の作用並びに効果について説明する。
【００２６】
図２に示されるように、樹脂製のルーフパネル２６の車両外側の端部２６Ａの下面が、補強パネル２４の車両外側の端部２４Ａの上面に第１の接着剤５０よりも柔らかい第２の接着剤５２で接合されている。すなわち、補強パネル２４とサイメンアウタ４４のフランジ部４４Ｂとを接合する第１の接着剤５０（硬化後の接着剤層）の剛性より、ルーフパネル２６の端部２６Ａと補強パネル２４とを接合する第２の接着剤５２（硬化後の接着剤層）の剛性が小さい。図３に示されるように、高温下においては、樹脂製のルーフパネル２６は、鋼板等からなる補強パネル２４に比べて膨張する。ルーフパネル２６の端部２６Ａと補強パネル２４の端部２４Ａとの接合部に柔らかい第２の接着剤５２を使用することで、ルーフパネル２６と補強パネル２４との線膨張係数の差による歪の発生を抑制することができる。一方、ルーフパネル２６と補強パネル２４とを硬い接着剤（第１の接着剤５０など）を用いて接着すると、ルーフパネル２６への拘束力が大きく、線膨張係数の差による変形を吸収することが難しい。
【００２７】
また、一般的に車両走行時のねじりや、静剛性試験時のねじりにおいて、左右のルーフサイドレールの相対変位が生じる可能性がある。しかし、本実施形態の車体上部構造２０では、補強パネル２４の車両外側の端部２４Ａをルーフサイドレール２２としてのサイメンアウタ４４のフランジ部４４Ｂに第２の接着剤５２よりも硬い第１の接着剤５０で接合することにより、補強パネル２４のせん断面を効果的に利用し、ルーフサイドレール２２の相対変位を抑制している。すなわち、図４に示されるように、硬い第１の接着剤５０によりルーフサイドレール２２と補強パネル２４間で荷重を伝達させることで、ルーフサイドレール２２の相対変位が抑制され、操縦安定性の低下を抑制することができる。
【００２８】
一方、補強パネル２４の端部２４Ａとサイメンアウタ４４のフランジ部４４Ｂとを柔らかい接着剤（例えば、第２の接着剤５２など）で接着すると、接着剤が荷重を伝達しないため、ルーフサイドレール２２の相対変位を抑制することができず、操縦安定性が低下する可能性がある。
【００２９】
したがって、本実施形態の車体上部構造２０では、補強パネル２４の端部２４Ａが、サイメンアウタ４４のフランジ部４４Ｂに硬い第１の接着剤５０で接合され、ルーフパネル２６の端部２６Ａが補強パネル２４の端部２４Ａに第１の接着剤５０よりも柔らかい第２の接着剤５２で接合されていることで、樹脂製のルーフパネル２６の熱歪の抑制と、操縦安定性の両立を図ることができる。また、樹脂製のルーフパネル２６は、意匠面としての機能に特化できるため、樹脂製のルーフパネル２６の設計自由度及び意匠自由度を向上することができる。
【００３０】
図７には、比較例の車体上部構造１００が示されている。図７に示されるように、この車体上部構造１００では、樹脂製のルーフパネル２６の車両外側の端部２６Ａが、ルーフサイドレール２２としてのサイメンアウタ４４のフランジ部４４Ｂに接着剤１０２で接合されている。
【００３１】
比較例の車体上部構造１００では、接着剤１０２として、第２の接着剤５２と同じ柔らかい接着剤を使用した場合、樹脂製のルーフパネル２６の熱による歪の発生は抑制できるが、操縦安定性が低下する可能性がある。すなわち、柔らかい接着剤を使用すると、ルーフパネル２６が左右のルーフサイドレール２２の相対変位を抑える効果を発揮することができない。
【００３２】
一方、接着剤１０２として、第１の接着剤５０と同じような硬い接着剤を使用した場合は、操縦安定性の低下を抑えることができるが、高温下において樹脂製のルーフパネル２６に熱歪の発生が顕著になる可能性がある。
したがって、比較例の車体上部構造１００では、樹脂製のルーフパネル２６の熱歪の抑制と、操縦安定性との両立は困難である。
【００３３】
これに対して、本実施形態の車体上部構造２０では、補強パネル２４の端部２４Ａが、サイメンアウタ４４のフランジ部４４Ｂに硬い第１の接着剤５０で接合され、ルーフパネル２６の端部２６Ａが補強パネル２４の端部２４Ａに第１の接着剤５０よりも柔らかい第２の接着剤５２で接合されていることで、樹脂製のルーフパネル２６の熱歪の抑制と、操縦安定性との両立を図ることができる。
【００３４】
次に、図５を用いて、本発明に係る車体上部構造の第２実施形態について説明する。なお、第２実施形態において、第１実施形態と同一の構成要素、部材等については同一符号を付して、詳細な説明を省略する。
【００３５】
図５に示されるように、本実施形態の車体上部構造６０では、補強パネル２４の車両幅方向外側の端部２４Ａが、サイメンアウタ４４の車両幅方向内側のフランジ部４４Ｂに第１の接合部材としての複数のスポット溶接６２により接合されている。なお、図５では、スポット溶接６２は１箇所のみ図示されている。また、ルーフパネル２６の車両幅方向外側の端部２６Ａが、補強パネル２４の端部２４Ａに第２の接合部材としての第２の接着剤５２で接合されている。すなわち、補強パネル２４の端部２４Ａとサイメンアウタ４４のフランジ部４４Ｂとを接合するスポット溶接６２の剛性より、ルーフパネル２６の端部２６Ａと補強パネル２４の端部２４Ａとを接合する第２の接着剤５２（硬化後の接着剤層）の剛性が小さい。なお、図示を省略するが、補強パネル２４の車両外側の周縁部は、車両本体（ルーフサイドレール２２、フロントルーフヘッダ、リアルーフヘッダ）にスポット溶接６２により接合されている。
【００３６】
このような車体上部構造６０では、ルーフパネル２６の端部２６Ａと補強パネル２４の端部２４Ａとの接合部に柔らかい第２の接着剤５２を使用することで、高温下でのルーフパネル２６と補強パネル２４との線膨張係数の差による歪の発生を抑制することができる。また、補強パネル２４の端部２４Ａをサイメンアウタ４４のフランジ部４４Ｂにスポット溶接６２により接合することで、補強パネル２４のせん断面を効果的に利用してルーフサイドレール２２の相対変位を抑制することができ、操縦安定性の低下を抑制することができる。
【００３７】
なお、車体上部構造６０において、第１の接合部材としてのスポット溶接６２の代用として、レーザー溶接、摩擦攪拌接合（ＦＳＷ：Friction Stir Welding）、リベットなどにより、補強パネル２４の端部２４Ａが、サイメンアウタ４４のフランジ部４４Ｂ等の車両本体に接合される構成でもよい。ここで、摩擦攪拌接合とは、先端に突起部のある円筒状の工具を回転させながら強い力で押し付けることで突起部を２つのパネル部材の接合部に貫入させ、これによって摩擦熱を発生させてパネル部材を軟化させるとともに、工具の回転力によって接合部周辺を塑性流動させて練り混ぜることで２つのパネル部材を一体化させる接合法をいう。
【００３８】
次に、図６を用いて、本発明に係る車体上部構造の第３実施形態について説明する。なお、第３実施形態において、第１及び第２実施形態と同一の構成要素、部材等については同一符号を付して、詳細な説明を省略する。
【００３９】
図６に示されるように、本実施形態の車体上部構造７０では、樹脂製のルーフパネル２６の車両下方側に配置される補強部材としての補強パネル７２にビード７４が形成されている。ビード７４は、車両平面視にて矩形状の補強パネル７２の対角線に沿ってＸ状に交差する形状とされており、補強パネル７２の縁部を除いた部分に形成されている。車体上部構造７０の他の構成は、第１実施形態と同じである。
【００４０】
このような車体上部構造７０では、補強パネル７２にビード７４を形成することで、補強パネル７２の剛性を高めることができ、操縦安定性の低下をより確実に抑制することができる。
【００４１】
なお、第１〜第３実施形態において、車両平面視にて補強パネル２４、７２は、樹脂製のルーフパネル２６とほぼ同じ大きさであるが、これに限定されるものではない。例えば、補強パネル２４、７２は、左右のルーフサイドレール２２に架け渡される形状であれば、大きさなどは変更可能であり、また、複数のパネル部材に分割された構成でもよい。
【００４２】
また、第１〜第３実施形態において、第１の接着剤５０と第２の接着剤５２の厚さや、補強パネルとルーフサイドレール２２などの車両本体との接合位置は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。
【００４３】
また、第１〜第３実施形態において、一方の接着剤に対して他方の接着剤が、「硬い」、「柔らかい」というのは、部材同士を接合した状態（接着剤硬化後）で接合部材（接着剤）の剛性のことを指している。
【符号の説明】
【００４４】
１０   車両
２０   車体上部構造
２２   ルーフサイドレール
２４   補強パネル（補強部材）
２４Ａ 端部
２６   ルーフパネル（樹脂ルーフパネル）
２６Ａ 端部
４４   サイメンアウタ（ルーフサイドレール）
４４Ｂ フランジ部
５０   第１の接着剤（第１の接合部材としての他の接着剤）
５２   第２の接着剤（第２の接合部材としての接着剤）
５２Ａ 接着線
６０   車体上部構造
６２   スポット溶接（第１の接合部材）
７０   車体上部構造
７２   補強パネル（補強部材）
【図１】
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【図２】
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【図３】
2013147160.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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