CN1608924A

CN1608924A - 车辆的高车顶构造

Info

Publication number: CN1608924A
Application number: CNA2003101251850A
Authority: CN
Inventors: 李范梓
Original assignee: Hyundai Motor Co
Current assignee: Hyundai Motor Co
Priority date: 2003-10-17
Filing date: 2003-12-30
Publication date: 2005-04-27
Anticipated expiration: 2023-12-30
Also published as: US20050082880A1; KR20050037265A; CN100453383C; JP3823228B2; JP2005119633A; DE10361717A1; US6983983B2

Abstract

本发明涉及一种车辆的高车顶构造，利用非焊接方法的其它的粘接手段和紧固手段，将使用耐久性和成形性优异的纤维强化塑料(FRP)作为原材料进行成形并在其上设置加强构造而制造的高车顶与车体进行一体化所构成，由此具有如下优点：在能够使车辆的室内高度充分增大到所希望的规格的同时，能够使室内容积率增加到令人满意的水平，并可以符合目前不能符合的特定国家的法规。

Description

车辆的高车顶构造

技术领域

本发明涉及车辆的高车顶构造，该高车顶构造是，利用非焊接方法的其它的粘接手段和紧固手段，将使用耐久性和成形性优异的纤维强化塑料(FRP)作为原材料进行成形并在其上设置加强构造而制造的高车顶与车体进行一体化所构成的。

背景技术

近来，机动车按使用用途、驱动方式和车体形状分为多种。最近，不仅一般客车、大型客车、单纯货车，而且小型客车、厢式车辆和消遣用车辆等各种各样的机动车的使用有增加的趋势。

因此，各国的机动车制造商为了满足使用者的多种要求生产并销售各种车辆。特别是，在非面向内需车辆的面向出口车辆的情况中，为符合出口对象国家的相关法规和税制待遇等，现实情况是要改变车辆的构造以便销售。

例如，1吨级小型客车的情况，在欧洲和中南美等地，高车顶(highroof)车辆的受欢迎程度是渐渐变高的趋势，在特定的国家中，当是厢式车辆时，若货物室内部的室内容积率在一定水平以上，则给予税制待遇，在一部分国家，从一开始就将容积率法律化，这是实际情况。

因此，在这种条件下，为确保充分的室内容积率所考虑的一个方法是，将车辆的顶棚部改变成高车顶构造，在这种车辆中，作为车辆的顶棚部，采用具有一定容量内部空间的容器状高车顶，而不是弯曲面或平面的板状车顶面板。

即，通过将具有一定容量的内部空间的容器状高车顶以覆盖的形态设置在车体的顶棚部，在车体的室内高度变高的同时能确保充分的室内容积率。

目前，这样的高车顶是，为了满足适当强度水准，通过将钢材的平板压制成形来制作，为了使其与车体进行一体化，或将高车顶点焊固定在车体面板上，或利用铰接器件将高车顶可自由转动地固定在车体面板上(日本特开2000-33820号，日本特开平9-254815号，日本特开平11-20736号，日本特开昭63-240477号)。

但是，如目前这样在采用钢材压制部件的高车顶的情况下，由于面板成形性的限制(不能成形为令人满意的深度的容器形状)，存在的问题是限制了使车辆的室内容积率增加到令人满意的水平，而且不能符合特定国家的法规。

因此，现在实际情况是，迫切要求新的车辆的高车顶构造，作为车辆的顶棚部既具有充分的耐久性也能使室内高度充分增加到所希望的规格。

发明内容

为了解决上述的技术问题，本发明的目的是提供一种车辆的高车顶构造，利用非焊接方法的其它的粘接手段和紧固手段，将使用耐久性和成形性优异的纤维强化塑料(FRP)作为原材料进行成形并在其上设置加强构造而制造的高车顶与车体进行一体化所构成，由此，在能够使车辆的室内高度充分增大到所希望的规格的同时，能够使室内容积率增加到令人满意的水平，并可以符合目前不能符合的特定国家的法规。

本发明是一种车辆的高车顶构造，其特征在于：将使用FRP作为原材料成形为容器形状并在其上设置加强构造而制造的高车顶以覆盖的状态固定在车体的顶棚部的切开部位上，在上述高车顶的前部、后部和侧部的整个周边上向车顶内侧折曲所形成的折边部(flange)，利用粘接手段和紧固手段结合并固定在车体的各车顶围栏部上。

附图说明

图1a是采用本发明的高车顶构造的车辆的后视图。

图1b是采用本发明的高车顶构造的车辆的侧视图。

图2a是表示本发明中的设置有加强部件的高车顶的平面图。

图2b是图2a的‘III-III’线的剖面图。

图3a是图1a的‘I-I’线的剖面图，是表示前围栏部的高车顶安装构造的剖面图。

图3b是图1a的‘I-I’线的剖面图，是表示后围栏部的高车顶安装构造的剖面图。

图3c是图1b的‘II-II’线的剖面图，是表示侧围栏部的高车顶安装构造的剖面图。

图4是表示安装本发明高车顶的车体顶棚部的切开部位的平面图。

图5是本发明中的侧围栏部的弓形件位置面的剖面图。

图6是表示本发明的高车顶中的厢式车辆的隔离设置部位的面板中央部的设置车内灯的位置的剖面图。

符号说明：100高车顶，102加强部件，112、114、116折边部，210a前围栏部，210b后围栏部，210c侧围栏部，218密封条(weather strip)，240保护装置，310粘接手段，320紧固手段，321螺栓，322螺母，323加强用板，323a台形(form)部。

具体实施方式

下面，参照附图详细说明本发明。

图1a和1b分别是采用本发明的高车顶构造的车辆的后视图和侧视图。

本发明涉及车辆的高车顶构造，利用非焊接方法的其它的粘接手段和紧固手段，将使用纤维强化塑料(Fiber Reinforced Plastics，以下简称FRP)作为原材料进行成形并在其上设置加强构造而制造的高车顶100与车体进行一体化。

在本发明中，作为车辆的高车顶原材料所使用的FRP，是以玻璃纤维(glass fiber)和树脂(resin)作为原料，由于既具有特别优异的耐久性也有能非常自由地成形这样的优点，所以在使用该FRP作为原材料制作高车顶时，能够成形制成令人满意的非常深的容器形状。

即，由于FRP的成形没有约束，所以使用该FRP作为原材料制作高车顶100，与目前的采用钢材高车顶的情况相比，能够使车辆的室内高度充分增加到所希望的规格，与此同时，能使室内容积率增加到令人满意的水准，并可以符合目前不能符合的特定国家的法规。

在使用该FRP作为原材料成形制成高车顶时，利用铸模(mold)层压玻璃纤维和树脂原料至所希望的厚度并使其固化，使其强度达到钢的水平。

另外，在制作这种FRP原材料的高车顶时，出于针对行进时的扭曲应力加强刚性的目的，如图2a和图2b所示，可在高车顶100的内侧面上设置多个加强部件102、104，以下将对此进行说明。

图2a是表示本发明中的设置有加强部件的高车顶的平面图，图2b是图2a的“III-III”线的剖面图。

如例示的那样，将规定厚度的电镀钢板轧制(roll)成形，并使截面呈“コ”字形，在高车顶成形时，将这样制造的多个加强部件102、104嵌入(insert)并设置在高车顶100的内侧面上。

这样的加强部件102、104分别顺长配置在车体的纵向和横向上，在图2a所示的实施例中，设置有五个纵向加强部件102和一个横向加强部件104，但这样的加强部件的数量和整体配置状态也可以进行变更。

另外，为了减轻重量，优选使厚度最小化地制造上述加强部件102、104，而且除钢材质以外，也可以使用具有充分强度的其它材质的原材料进行制造。

由于这样成形的FRP原材料的高车顶100不可能进行焊接，为了与车体进行结合，使用其它的粘接手段和紧固手段，将该高车顶100以覆盖的状态安装在车体的顶棚部的切开部位上，图3a～图3c表示了安装本发明的FRP高车顶的构造。

图3a和图3b是图1a的“I-I”线的剖面图，分别表示了前围栏部和后围栏部的高车顶安装构造。在此，图3a中示出的前围栏部的安装构造表示图1b中的圆圈“A”部分中的安装构造，图3b中示出的后围栏部的安装构造表示图1b中的圆圈“B”部分中的安装构造。

而且，图3c是图1b的“II-II”线的剖面图，示出了侧围栏部的高车顶安装构造。

在本发明中，覆盖车体顶棚部的容器形状的FRP高车顶，在成形时，将相当于与车体面板相接合的接合部的折边部在整个周边上向车顶的内侧折曲来形成，在与车体进行结合时，利用紧固手段和粘接手段将该折边部和车体面板相互结合在一起。

首先，说明前围栏部的安装构造，在图3a中，符号112表示在高车顶100的前部在车体横向的整个周边上向车顶的内侧折曲形成的折边部，如图所示，利用粘接手段310和紧固手段320将高车顶100的折边部112和车体外面板212相互结合在一起。

在此，上述折边部112的折曲角度已考虑到车体外面板212的倾斜度，使折边部112的倾斜度和车体外面板212的倾斜度相互一致，以使折边部112的接合面与车体外面板212的接合面完全接合。

另外，在高车顶100的前部使折曲部位111a的外侧曲率最小化，使在折曲部位111a的外侧端和车体外面板212间产生的间隙(gap)最小化。

当将高车顶100的前部与车体面板进行结合时，在折边部112和车体外面板212之间涂敷粘接手段310之后，在相互压接两个接合面的状态下，拧紧螺栓321和螺母322，使用上述粘接手段310是为了提供粘接力并防止产生间隙以及防水，上述粘接手段310也可以使用主要作为车辆用密封剂(sealant)使用的西卡聚氨酯密封胶(sikaflex)。

众所周知，西卡聚氨酯密封胶以聚氨酯为主原料，固化时强度非常优异，同时粘接力以及振动吸收和噪音遮断效果也非常优异。

接合时，为了提高粘接性，首先在车体外面板212的整个接合面上均匀地涂敷底层涂料后，在车体外面板212的接合面上等量地涂敷两列西卡聚氨酯密封胶310，其后在安装车顶时，在折边部112和车体外面板212间进行接触的同时，西卡聚氨酯密封胶310在各接合面之间均匀地扩展，其后拧紧螺栓321和螺母322时，两接合面通过拧紧力压接在一起，固化后构成一定厚度的粘接层310。

这样，通过在高车顶和车体的接触部之间采用上述西卡聚氨酯密封胶，在行进中，能获得吸收振动、遮断噪音、防水的效果。

另一方面，作为紧固手段320，在车顶100内侧空间内，在使强度加强用板323和垫圈(washer)325夹在中间的状态下将螺母322固定在折边部112的上面后，经由分别形成于车顶折边部112、车体外面板212、其内侧的车顶围栏214上的紧固孔(未用标记示出)，使螺栓321从下向上插入贯通，与上述螺母322进行紧固。

经由形成于车体内面板216上的孔216a插入工具拧紧上述螺栓321，该孔216a成为被从驾驶席设置并在下侧覆盖内面板216的顶篷内衬(未图示)所隐藏的部分。

而且，由于在上方高车顶100覆盖的前围栏部210a的内侧端也是顶篷内衬所覆盖的部分，所以不用设置另外的嵌饰条。

在图3a中，符号326是垫圈(washer)，这是为了螺栓321的紧固刚性而设置在螺栓321的头部和车体车顶围栏214之间的构件；符号327是弹簧垫圈，这是为了在行进中防止螺栓321由于因游动及扭转刚性引起的耐久力低下产生松脱而采用的构件。

在前围栏部210a沿车体横向按适当间隔在多个位置采用这样的螺栓321和螺母322的紧固构造，这样，通过在多个位置利用螺栓321和螺母322将高车顶100和车体前围栏部210a紧固在一起，车体前围栏部210a与高车顶100的前部更牢固地紧固在一起，与此同时，能更牢固地支承高车顶100的前部。

下面，说明后围栏部的安装构造。在图3b中，符号114表示在高车顶100的后部在车体横向的整个周边上向车顶的内侧折曲所形成的折边部，如图所示，利用粘接手段和紧固手段将高车顶100的折边部114和车体外面板212相互结合在一起。

在后围栏部的安装构造中，FRP高车顶100和车体后围栏部210b的结合构造与上述的前围栏部210a的结合构造是相同的。

即，在后围栏部210b，在车体外面板212的整个接合面上均匀地涂敷底层涂料后，在车体外面板212的接合面上等量地涂敷两列西卡聚氨酯密封胶310，其后将车顶100的后部安装在车体后围栏部210b上，使折边部114支承在车体外面板212上。

此时，西卡聚氨酯密封胶310在两个接合面之间均匀地扩展，然后，在使车顶的折边部114和车体外面板212相互接合的状态下将螺栓321和螺母322紧固在一起。

在后围栏部210b沿车体横向按适当间隔在多个位置采用这样的螺栓321和螺母322的紧固构造。

经由形成于车体内面板216上的孔216a插入工具拧紧上述螺栓321，在后围栏部210b，该孔216a是完全露出的部分，为了更加美观，在上述孔上设置塞子217，塞住孔216a。

另外，作为为了设置车顶而切开的部位，车体后围栏部210b的内侧端是在室内完全露出的部分，该部分露出时，由于不美观且尖锐，存在划伤乘客或货物的可能性，因此，在高车顶100所覆盖的后围栏部210b的内侧端的整个周边上安装密封条218。

在车顶100的后部，折边部114的折曲角度已考虑到车体外面板212的倾斜度，与车顶的前部相同，使折边部114的倾斜度和车体外面板212的倾斜度相互一致，以使折边部114的接合面与车体外面板212的接合面完全接合。

另外，在高车顶100的后部，使折曲部位111b的外侧的曲率最小化，并使在折曲部位111b的外侧端和车体外面板212之间产生的间隙最小化。

下面，说明车顶侧围栏部的安装构造。在图3c中，符号116表示在高车顶100的左右两侧部在车体纵向的整个周边上所形成的折边部，如图所示，高车顶100的折边部116和车顶侧围栏部210c的侧外面板212通过粘接手段和紧固手段相互结合在一起。

在车顶100的侧部，在成形时，形成内侧折边部116a和外侧折边部116b，作为折边部116。上述内侧折边部116a，向车顶100的内侧折曲形成并粘接在侧外面板212的上部面上之后，用螺栓紧固；外侧折边部116b，在从外侧覆盖侧外面板212的状态下被粘接。

在此，使上述内侧折边部116a的接合部位和侧外面板212的接合部位的倾斜度相互一致，使两接合面完全地接合在一起，除了上述内侧折边部116a的接合部位和外侧折边部116b的末端的接合部位以外的剩余部位与侧外面板212形成间隙。

在使高车顶100与车体面板结合时，在内侧折边部116a和侧外面板212之间涂敷粘接手段310之后，在将两接合面相互压接的状态下，拧紧螺栓321和螺母322，这与上述的前围栏部210a及后围栏部210b的安装构造相同。

即，在接合时，为了提高粘接性，首先在作为与内侧折边部116a进行接合的部位的侧外面板212的整个接合面上均匀地涂敷底层涂料后，在侧外面板212的接合面上等量地涂敷两列西卡聚氨酯密封胶310，其后将车顶100的侧部安装在车体侧围栏部210c上，使内侧折边部116a支承在侧外面板212的上部面上。

此时，西卡聚氨酯密封胶310在两个接合面之间均匀地扩展，然后，在将车顶100的内侧折边部116a和侧外面板212的上部面相互接合的状态下，将螺栓321和螺母322拧紧。

另一方面，为了防止外侧折边部116b的分离，在外侧折边部116b和侧外面板212之间的间隙区域涂敷西卡聚氨酯密封胶310，为此，在内侧折边部116a上涂敷底层涂料和西卡聚氨酯密封胶310时，在外侧折边部116b上也涂敷底层涂料和西卡聚氨酯密封胶310，然后，安装车顶100。

结果是，间隙区域的西卡聚氨酯密封胶310，在安装车顶100时，在间隙区域内扩展得很宽，这样，填满间隙区域并固化的西卡聚氨酯密封胶，在行进中，具有吸收振动、阻断噪音、防水的效果。

在拧紧螺栓321和螺母322时，在车顶100的内侧空间内，在将强度加强用板323夹在中间的状态下将螺母322固定在内侧折边部116a的上面，然后，经由分别形成于内侧折边部116a、侧外面板212、其内侧的侧内面板216上的紧固孔(未用标记示出)，使螺栓321从下向上插入贯通，与上述螺母322进行紧固。

在侧围栏部的安装构造中，使用具有台形(form)部323a的强度加强用板323，为了防止游动，该强度加强用板323的侧面部位紧贴车顶100的内侧面，并追加与螺栓321的紧固角度一致地形成的上述台形部323a，使螺母322的紧固位置保持一定的角度。

在图3c中，符号326是垫圈，它是为了螺栓321的紧固刚性而夹在螺栓321的头部和侧内面板212之间。符号327是弹簧垫圈，它是为了在行进中防止螺栓321由于因游动和扭转刚性引起的耐久力低下产生松脱而采用的构件。

在侧围栏部210c沿车体横向按适当间隔在多个位置采用这样的螺栓321和螺母322的紧固构造。

另一方面，作为为了设置车顶100而切开的部位，车体侧围栏部210c的末端是在室内完全露出的部分，该部分露出时，由于不美观且尖锐，存在划伤乘客或货物的可能性，所以在高车顶100所覆盖的侧围栏部210c的内侧端在整个周边上安装密封条218。

这样，当在侧围栏部210c的末端部设置密封条218时，具有的优点是，也能隐藏侧外面板212和侧内面板216的焊接部位。

如上所述，在完成螺栓321和螺母322紧固的状态下，在覆盖侧外面板212的车顶外侧折边部116b的下端和侧外面板212之间的间隙处，在侧部的整个周边上涂敷密封物312。

下面，图4是表示安装本发明高车顶的车体顶棚部的切开部位的平面图，在安装高车顶100时，在驾驶席侧切开一个区域C和在其后方侧切开一个区域(三厢时，D/E)或两个区域(六厢时，E)，并且，将沿车体横向设置的一部分弓形件(BOW)230削除。

上述弓形件230是为了应对车体的扭曲原来就横向顺长地设置在车体的顶棚部的构件，在图4的例子中，削除了两个弓形件230，在削除该弓形件230时，在高车顶100所覆盖的从车顶侧围栏部210c已削除的弓形件的位置面、即车顶侧围栏部210c空着的空间的弓形件位置面上，设置保护装置240，塞住空着的空间。

图5是本发明中的侧围栏部的弓形件位置面的剖面图，保护装置用符号240表示，它是使用EPDM橡胶制作的构件，用来塞住在削除弓形件230时产生的处于密封条218下侧的空着的空间、即已削除的弓形件的位置面。

接下来，图6表示在本发明的高车顶中的乘客席和货物室的隔离设置面板的中央设置车内灯的位置，符号100表示高车顶，符号250表示原有的顶篷内衬。

另外，符号260表示在本发明的高车顶构造中设置车内灯的位置。

如图所示，在本发明的高车顶构造中，在上下设置的延长面板222上设置车内灯，该延长面板222是钢板，其上端紧固地固定在沿着车体横向另外设置于高车顶100的内侧面上的弓形件120的后面上，其下端紧固地固定在分隔驾驶席的车体隔板220的后面上。

这样，在本发明的车辆高车顶构造中，利用非焊接方法的其它的粘接手段和紧固手段，将使用耐久性和成形性优异的纤维强化塑料(FRP)作为原材料进行成形并在其上设置加强构造而制造的高车顶与车体进行一体化来构成，由此，具有的优点是能大大增加车辆的室内高度。

发明效果

如上所说明的那样，根据本发明的车辆高车顶构造，利用非焊接方法的其它的粘接手段和紧固手段，将使用耐久性和成形性优异的纤维强化塑料(FRP)作为原材料进行成形并在其上设置加强构造而制造的高车顶与车体进行一体化来构成，由此，具有以下的优点。

由于FRP既具有优异的耐久性也具有可自由成形这样的优点，在使用该FRP作为原材料制作高车顶时，能够成形为令人满意的非常深的容器形状，同时，能使车辆室内高度增大到所希望的规格，并且能使室内容积率增加到令人满意的水平。

Claims

1.一种车辆的高车顶构造，其特征在于：将使用FRP作为原材料成形为容器形状并在其上设置加强构造制作的高车顶以覆盖的状态固定在车体的顶棚部的切开部位上所形成，在所述高车顶的前部、后部和侧部的整个周边上向车顶内侧折曲所形成的折边部，利用粘接手段和紧固手段结合并固定在车体的各车顶围栏部上。

2.如权利要求1所述的车辆的高车顶构造，其特征在于：所述加强构造是将制作成截面为“コ”字形的多个加强部件沿车体的纵向和横向顺长地设置在高车顶的内侧面上。

3.如权利要求1所述的车辆的高车顶构造，其特征在于：所述高车顶的前部和后部，在向内侧折曲所形成的折边部和相应的车顶围栏部的车体外面板之间涂敷粘接手段的状态下，利用包含贯通所述折边部、车体外面板及其内侧的车顶围栏的螺栓和紧固在该螺栓上的螺母的紧固手段进行紧固固定。

4.如权利要求1所述的车辆的高车顶构造，其特征在于：所述高车顶的侧部的折边部，由向车顶的内侧折曲形成并与侧围栏部的侧外面板上部面结合的内侧折边部和以从外侧覆盖所述侧外面板的状态进行结合的外侧折边部构成。

5.如权利要求4所述的车辆的高车顶构造，其特征在于：所述内侧折边部，在其与所述侧外面板的上部面之间涂敷粘接手段的状态下，利用包含贯通所述内侧折边部、侧外面板及其内侧的侧内面板的螺栓和紧固在该螺栓上的螺母的紧固手段进行紧固固定。

6.如权利要求5所述的车辆的高车顶构造，其特征在于：所述紧固手段还包括设置在所述螺母和侧外面板的上部面之间的强度加强用板，该强度加强用板，其侧面部位紧贴于车顶的内侧面，在螺母紧固位置处形成与螺栓紧固角度一致形成的台形部。

7.如权利要求4所述的车辆的高车顶构造，其特征在于：在所述外侧折边部，在其与所述侧外面板之间涂敷粘接手段的状态下进行压接，通过在其下端和所述侧外面板之间的间隙在侧部的整个周边涂敷密封物，进行结合。

8.如权利要求1～7中任一项所述的车辆的高车顶构造，其特征在于：所述粘接手段是西卡聚氨酯密封胶。

9.如权利要求1所述的车辆的高车顶构造，其特征在于：在覆盖所述高车顶的车体的车顶后围栏部和侧围栏部的内侧端，在整个周边上安装密封条。

10.如权利要求1所述的车辆的高车顶构造，其特征在于：在覆盖所述高车顶的从车顶侧围栏部削除了的弓形件的位置面，插入设置保护装置。