JP2007261297A - 自動車のルーフ構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 独立したトランクルームの収容空間を維持しながら、ルーフをスペース効率良く格納でき、簡潔な開閉操作でオープントップ状態およびタルガトップ状態とすることが可能であり、かつ、それらを低コストで実現可能な自動車のルーフ構造を提供する。
【解決手段】 客室の上方に位置したセンタールーフ部１と、その後方に位置したリアルーフ部２と、バックウインド部３とに分割可能であり、センタールーフ部１、リアルーフ部２、およびバックウインド部３が、それぞれ、車体の両側部（１０）において車幅方向の軸（１１ａ，１２ａ，２１ａ，３１ａ）回りに揺動可能に支持され、それらを後方ないし下方に揺動させることによって、後部座席７とトランクルーム４０との間に形成されたルーフ格納空間８０に、車両後方からリアルーフ部２、バックウインド部３、センタールーフ部１の順に重ねて起立姿勢で格納されるように構成されている。
【選択図】 図１１

Description

本発明は、自動車のルーフ構造に関し、さらに詳しくは、リトラクタブルハードトップタイプの自動車におけるルーフ格納機構に関する。

実質的に変形しない素材で構成されたルーフを分割して車体内部に格納し、オープントップ状態にできる自動車がある。このようなリトラクタブルハードトップタイプの自動車のルーフ格納形式としては、ルーフを前後に２分割し、ルーフ後部を後方に揺動して反転させ、その上にルーフ前部を中合わせに折り重ね、トランクルーム内部に格納する形式（特許文献１〜３参照）や、ルーフ前部、ルーフ後部を、それぞれ、後方に揺動し、車室後部とトランクルームとの間に格納する形式（特許文献４〜６参照）等が公知である。

上記前者は、ルーフをトランクルームに格納するため、トランクリッドに前開き、後開きの２種類の開閉機構を設ける必要があり、機構が複雑化すると共に、オープントップ時にはトランクルームを荷物の収容空間として利用できない。湾曲したルーフ前部とルーフ後部とを中合わせに重ねて格納するため、それらの間にデッドスペースが存在し収容効率が良くない。ルーフ前部とルーフ後部とが連結されているため、ルーフ前部のみを格納して、いわゆるタルガトップ状態とすることは不可能である。さらに、ルーフをトランクルームに格納するため、車両後部に衝撃を受けた場合に、ルーフユニットを損傷してしまう虞があり、軽度の衝撃であっても修理費用が増大する虞がある。

一方、上記後者は、ルーフ格納時にもトランクルームを利用可能であるが、ルーフを車室後部とトランクルームとの間の限られたスペースに格納するため、ルーフ後部を小型にせざるを得ず、デザイン的な制約が多い上、室内空間を確保し難いという問題があった。 また、ルーフ前部のみを格納してタルガトップ状態に変更可能なものは無かった。

特許第３１５１３９８号公報 特開２００２−２６４６５７号公報 特開２００３−１６５３３９号公報 特開平５−６３３２６号公報 特公平７−７７８４８号公報 特開２００１−２３９８３８号公報 特開平４−１１５１６号公報

本発明はこのような実状に鑑みてなされたものであって、その目的は、独立したトランクルームの収容空間を維持しながら、ルーフをスペース効率良く格納でき、簡潔な開閉操作でオープントップ状態およびタルガトップ状態とすることが可能であり、かつ、それらを低コストで実現可能な自動車のルーフ構造を提供することにある。

上記従来技術の有する課題を解決するため、本発明に係わる自動車のルーフ構造は、客室の上方に位置したセンタールーフ部と、前記センタールーフ部の後方に位置したリアルーフ部と、バックウインド部とに分割可能であり、前記センタールーフ部、前記リアルーフ部、および前記バックウインド部が、それぞれ、車体の両側部において車幅方向の軸回りに揺動可能に支持され、それらを後方ないし下方に揺動させることによって、最後部の座席と車両後部の荷室との間に形成されたルーフ格納空間に、車両後方からリアルーフ部、バックウインド部、センタールーフ部の順に重ねて起立姿勢で格納されるように構成されている。

本発明において、前記センタールーフ部、前記リアルーフ部、および前記バックウインド部は、それぞれ車幅方向の両側部において、共通のベースプレートに揺動可能に支持され、前記リアルーフ部の揺動半径は、前記バックウインド部の揺動半径より大きいことが好適である。また本発明において、前記センタールーフ部は、左右それぞれの側において、２本のアームにより前記ベースプレートに揺動可能に支持され、それらが４節リンク機構を構成しており、前記２本のアームのうち、少なくとも一方は、前記センタールーフ部の回動軸部において、左右両側のアームが連結部材で一体に連結されていることが好適である。

本発明において、前記リアルーフ部にはガイドレールが設けられ、前記バックウインド部の上端には、前記リアルーフ部に向けて延出したアッパーアームが設けられ、前記アッパーアームは、前記ガイドレールに係合する摺動部材に回動可能に連結されていることが好適である。前記摺動部材は、ルーフ閉鎖状態では前記ガイドレールの車両前後方向の後端部に位置し、前記ガイドレールは、前記後端部から、前記バックウインド部の揺動軸を中心とする円弧より内側に向かう経路に沿って配設されていることが好適である。

本発明において、前記摺動部材がローラであり、前記ガイドレールの後端部に位置した場合の前記ローラの回動中心と、前記リアルーフ部の揺動中心とを結ぶ線よりも、前記バックウインド部の揺動中心が車両後方側に位置していることが好適である。また、前記リアルーフ部および前記バックウインド部は、それぞれ、揺動アームを介して前記ベースプレートに揺動可能に支持され、前記各揺動アームには、前記リアルーフ部と前記バックウインド部との閉鎖時に、相互に係合する係合部が設けられていることが好適である。

本発明において、前記リアルーフ部は、前記バックウインド部の左右両側から下方に延長した延長部を備え、前記延長部には、前記リアルーフ部の閉鎖時に車体側部品と係合する係合部が設けられていることが好適である。

本発明のルーフ構造によれば、前記リアルーフ部と前記バックウインド部とが分割されることにより、これらの中央部がほぼ平坦な形状となり、前記センタールーフ部と効率良く重ねてコンパクトに格納可能となる。しかも、前記バックウインド部の後方に前記リアルーフ部が格納される構成によって、前記センタールーフ部と前記リアルーフ部との揺動軌道に充分なクリアランスを確保でき、前記センタールーフ部を格納した状態で前記リアルーフ部と前記バックウインド部の開閉動作が行え、それらのみを閉位置に戻してタルガトップ状態とすることができる。
さらに、前記リアルーフ部と前記バックウインド部とが分割されることにより、これらの部分のデザイン的な自由度が高く、広い室内空間を確保できる。
また、ルーフ格納空間と荷室とが独立し、荷室の使用の支障にならない。ルーフ格納空間の後方に荷室が存在するので、車両後部に衝撃を受けた場合にも、ルーフユニットに被害が及ぶのを防止できる。

本発明において、前記センタールーフ部、前記リアルーフ部、および前記バックウインド部は、それぞれ車幅方向の両側部において、共通のベースプレートに揺動可能に支持され、前記リアルーフ部の揺動半径は、前記バックウインド部の揺動半径より大きい態様では、前記センタールーフ部、前記リアルーフ部、前記バックウインド部の位置精度が向上し、風切り音が防止され、雨等に対するシール性が向上するとともに、格納動作の安定性が向上する。また、格納動作時には、前記揺動半径の差によって、前記バックウインド部が前記リアルーフ部に対して揺動角に応じて前方側に分離し、所定のクリアランスを有して格納可能である。

本発明は、前記センタールーフ部は、左右それぞれの側において、２本のアームにより前記ベースプレートに揺動可能に支持され、それらが４節リンク機構を構成しており、前記２本のアームのうち、少なくとも一方は、前記センタールーフ部の回動軸部において、左右両側のアームが連結部材で一体に連結されているので、前記センタールーフ部の支持剛性が向上するとともに、各アームの同期が取れ、円滑な格納動作が可能となる。

本発明において、前記リアルーフ部にはガイドレールが設けられ、前記バックウインド部の上端には、前記リアルーフ部に向けて延出したアッパーアームが設けられ、前記アッパーアームは、前記ガイドレールに係合する摺動部材に回動可能に連結されている態様では、前記リアルーフ部、前記バックウインド部、前記摺動部材、および前記ベースプレートが、滑り対偶を含む４節リンク機構、すなわちスライダークランク機構を構成し、前記リアルーフ部の動作に応じて前記バックウインド部が限定的に動作するので、これらを１系統の駆動手段で動作させることができ、かつ、前記ガイドレールによってそれぞれの相対的な動作タイミングを制御することができる。

さらに、前記摺動部材は、ルーフ閉鎖状態では前記ガイドレールの車両前後方向の後端部に位置し、前記ガイドレールは、前記後端部から、前記バックウインド部の揺動軸を中心とする円弧より内側に向かう経路に沿って配設されているので、格納動作の初期において、前記バックウインド部が前記リアルーフ部と一体となって揺動し、揺動角が増加するにつれて前記バックウインド部の移動が先に終息し、前記リアルーフ部が前記バックウインド部に重なるような好適な格納動作が可能となる。

前記摺動部材がローラであり、前記ガイドレールの後端部に位置した場合の前記ローラの回動中心と、前記リアルーフ部の揺動中心とを結ぶ線よりも、前記バックウインド部の揺動中心が車両後方側に位置しているので、格納動作の初期に、前記バックウインド部が前記リアルーフ部と一体となって揺動する際、前記バックウインド部が前記ローラを中心として前記リアルーフ部に対して相対的に揺動して分離した後に、前記リアルーフ部が前記バックウインド部に対して摺動して重なるような好適な格納動作が可能となる。これにより閉鎖時における密閉性と円滑な格納動作とを両立できる。また、前記リアルーフ部の揺動中心と前記ローラの回動中心とを結ぶ線上に思案点があり、前記バックウインド部が前記思案点を越えた閉鎖側の揺動端にロックされる構成となっており、これによっても前記バックウインド部の閉鎖性が向上する。

前記リアルーフ部および前記バックウインド部は、それぞれ、揺動アームを介して前記ベースプレートに揺動可能に支持され、前記各揺動アームには、前記リアルーフ部と前記バックウインド部との閉鎖時に、相互に係合する係合部が設けられているので、前記各揺動アームの係合によって、前記リアルーフ部に対して前記バックウインド部が確実に位置決め固定される。また、前記リアルーフ部は、前記バックウインド部の左右両側から下方に延長した延長部を備え、前記延長部には、前記リアルーフ部の閉鎖時に車体側部品と係合する係合部が設けられているので、前記リアルーフ部の車体に対する閉鎖性、シール性が向上する。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１および図２に、本発明の実施形態に係わるルーフ構造を備えた自動車を示す。図において、自動車は、ルーフが実質的に変形しない部材で構成され、フロントウインドフレーム５の後方に位置したセンタールーフ部１と、その後方に位置したリアルーフ部２と、バックウインド部３とに分割可能に構成されている。これら、センタールーフ部１、リアルーフ部２、バックウインド部３は、後に詳述する格納機構を介して、それぞれ車体に揺動可能に支持され、後方ないし下方に揺動させることによって、車体から切り離すことなく、車体内部のルーフ格納空間８０に格納し、図３に示すようなオープントップ状態とすることが可能である。

ルーフ格納空間８０は、この自動車の最後部の座席となる後部座席７とトランクルーム４０との間に形成され、ルーフ格納空間８０とトランクルーム４０とはキャビンバックパネル８によって仕切られ、ルーフ格納空間８０の下面はフロアパネル９によって画成されている。ルーフ格納空間８０への格納時には、図５に示すように、車両後方からリアルーフ部２、バックウインド部３、センタールーフ部１の順に閉鎖状態において車外側となる面を後方に向けて起立姿勢で格納されており、さらにその状態から、リアルーフ部２とバックウインド部３のみを元位置に復帰させて、センタールーフ部１のみ格納した図４に示すようなタルガトップ状態とすることが可能である。

図６は、センタールーフ部１、リアルーフ部２、バックウインド部３の格納機構を客室側から示す斜視図であり、それぞれの格納機構は、車幅方向の両側部に配置された共通のベースプレート１０，１０に、左右一対で設けられている。なお、説明の便宜上、内装トリム等は、図示していない。図７は格納機構を示す側面図、図８はそのＡ−Ａ断面図であり、各図において、センタールーフ部１は、コントロールアーム１１とドライブアーム１２を介してベースプレート１０に揺動可能に支持され、これらセンタールーフ部１、コントロールアーム１１、ドライブアーム１２、ベースプレート１０は、４節リンク機構（二重クランク機構）を構成している。

コントロールアーム１１およびドライブアーム１２の各支軸１１ａ，１２ａは、ベースプレート１０にコントロールアーム１１の支軸１１ａを上側にして略上下方向に並設されている。一方、コントロールアーム１１およびドライブアーム１２のセンタールーフ部１における各支軸１１ｂ，１２ｂは、ブラケット１８を介してルーフ閉鎖状態でコントロールアーム１１の支軸１１ｂを車両の前側にして略水平方向に並設されている。そして、ベースプレート１０における前記各支軸１１ａ，１２ａ間の距離よりも、センタールーフ部１における各支軸１１ｂ，１２ｂ間の距離が大きく設定されている。

この構成により、閉鎖状態では水平なセンタールーフ部１の姿勢を制御してほぼ起立姿勢で格納できる。特に、コントロールアーム１１、ドライブアーム１２の揺動に対して、センタールーフ部１の回転は一様ではなく、センタールーフ部１が垂直姿勢を維持して下方へ移動する区間が長くなる。このため、格納状態に至るセンタールーフ部１の回転角度（図示例では約１０５度）に対し、コントロールアーム１１、ドライブアーム１２の揺動角（図示例ではそれぞれ約１５２度、１４８度）が大きくなり、センタールーフ部１の起立姿勢を保持しつつ、大きな引き込み距離が得られるようになっている。

そして、ドライブアーム１２と一体のレバー１２ｃにリンクアーム１３が揺動可能に連結され、ドライブアーム１２はリンクアーム１３を介してアクチュエーター１５のロッド１６に連結されている。そして、アクチュエーター１５は基端部１５ａにおいてベースプレート１０に揺動可能に支持されている。リンクアーム１３には、一端がベースプレート１０に揺動可能に取付けられたリンクコントロールアーム１４の他端が連結され、これらリンクアーム１３、リンクコントロールアーム１４、レバー１２ｃは４節リンク機構（二重クランク機構）を構成し、アクチュエーター１５の直線的な往復動がドライブアーム１２の広い揺動角の範囲で効率良く伝達されるようにしている。

リアルーフ部２は、リアルーフアーム２１を介してベースプレート１０に揺動可能に支持されている。リアルーフ部２には、車室６の側面を構成するリアピラー部が一体に設けられ、該リアピラー部にクォーターウインド２０が取り付けられている。リアピラー部の下端部には、リアルーフアーム２１が固定部材２１ｂ，２１ｂで固定されている。リアルーフアーム２１は、支軸２１ａでベースプレート１０に揺動可能に支持され、リアルーフアーム２１にはアクチュエーター２２のロッド２３の先端２３ａが連結され、アクチュエーター２２は基端部２２ａにおいてベースプレート１０に揺動可能に支持されている。

バックウインド部３は、バックウインドアーム３１とエンドアーム３２を介してベースプレート１０に揺動可能に支持されている。バックウインド部３には、バックウインドアーム３１のエンドアーム３２が固定部材３２ｂ，３２ｂで固定され、エンドアーム３２はバックウインドアーム３１と中間連結部３０を介して一体に連結されている。バックウインドアーム３１は、支軸３１ａでベースプレート１０に揺動可能に支持されている。また、バックウインドアーム３１には、バックウインド部３の重量を封入ガスの圧力で平衡させるガス圧式バランサー３３の基端部３３ａが揺動可能に支持され、バランサー３３のロッド３４の先端３４ａはベースプレート１０に連結されている。

バックウインド部３の上端部には、リアルーフ部２側に延出したアッパーアーム３６が固定部材３６ｂで固定されている。アッパーアーム３６の先端部にはローラ３５が回動自在に設けられ、該ローラ３５は、リアルーフ２に固定されているガイドレール２５に係合し、ガイドレール２５に沿って摺動可能である。これにより、リアルーフ部２、バックウインド部３、ローラ３５、ベースプレート１０が、滑り対偶（ガイドレール２５とローラ３５）を含む４節リンク機構、すなわちスライダークランク機構を構成し、リアルーフ部２の揺動に応じてバックウインド部３が限定的に揺動するようになっている。

センタールーフ部１、リアルーフ部２、バックウインド部３を揺動可能に支持する各アーム１１，１２，２１，３１（３２）は、図８に示すように、ベースプレート１０に固定した支軸１１ａ，１２ａ，２１ａ，３１ａで揺動自在に支持され、かつ、それぞれのボス高さが異なることにより、車両室内側からコントロールアーム１１、ドライブアーム１２、バックウインドアーム３１、リアルーフアーム２１の順にオフセットして配置され、それぞれの揺動軌道が相互に干渉しないようにしてある。ベースプレート１０は車両本体１００に７箇所のボルト１０ａで固定されている。

以上のように構成されたセンタールーフ部１、リアルーフ部２、バックウインド部３の開閉動作について、図９〜１５を参照しながら説明する。

図９は、センタールーフ部１、リアルーフ部２、バックウインド部３が全て閉鎖した状態、すなわちクーペ状態を示している。この状態では、アクチュエーター１５のロッド１６は短縮され、アクチュエーター２２のロッド２３は伸長されている。また、バランサー３３のロッド３４も伸長されている。ローラ３５は、ガイドレール２５の車両前後方向の後端部に位置している。

この状態から、図１０に示すように、先ず、アクチュエーター２２のロッド２３を短縮させ、リアルーフアーム２１とともにリアルーフ部２を、支軸２１ａを中心として車両後方へ揺動させる。すると、リアルーフ部２にローラ３５およびガイドレール２５を介して連結されているバックウインド部３が、支軸３１ａを中心として車両後方へ揺動する。このバックウインド部３の動作は、ガイドレール２５の軌道形状と、リアルーフ部２とバックウインド部３の揺動中心（２１ａ，３１ａ）とローラ３５がほぼ一直線上に配置されていることに起因するが、この点については後に詳述する。

アクチュエーター２２のロッド２３をさらに短縮し、図１１に示すように、バックウインド部３の大部分が車体内に格納され、リアルーフ部２がセンタールーフ部１から離間された状態で、アクチュエーター１５のロッド１６の伸長を開始し、支軸１２ａを中心にドライブアーム１２を揺動させ、センタールーフ部１を車両後方へ揺動させる。この際、センタールーフ部１は、センタールーフ部１、ドライブアーム１２、コントロールアーム１１、ベースプレート１０で構成される４節リンクで規定される姿勢に制御される。

一方、リアルーフ部２の揺動半径に比べ、バックウインド部３の揺動半径が短く、それらの揺動中心（２１ａ，３１ａ）を結ぶ線に対するローラ３５の揺動角が大きくなるため、リアルーフ部２の揺動に対してバックウインド部３が同じ位置関係を維持できなくなり、ガイドレール２５に沿ってローラ３５が移動し始め、図１２に示すように、バックウインド部３がリアルーフ部２の前方にずれ、リアルーフ部２はバックウインド部３の後方をさらに下方へ揺動する。ローラ３５の相対的な移動は破線の矢印で示され、最終的に、リアルーフ部２、バックウインド部３の格納状態では、ローラ３５はガイドレール２５の端部に到達する。

アクチュエーター１５のロッド１６をさらに伸長すると、図１３に示すように、センタールーフ部１は、バックウインド部３の前方に格納される。このようなオープントップ状態では、バックウインド部３は、リアルーフ部２の前方に位置しているが、リアルーフ部２に対して相対的に回動しており、リアルーフ部２、バックウインド部３、センタールーフ部１がほぼ起立状態で重なり合って格納され、かつ、アームを含めた湾曲形状の湾曲方向が同一であるため、車両前後方向のスペースが圧縮され、少ないスペースで格納可能である。さらに、バックウインド部３がリアルーフ部２と分離して前後位置に格納されるので、上下方向のスペースが短縮される。これにより、ルーフ格納空間８０底部のフロアパネル９を低くする必要がなくなり、車両のフロア下の空間を確保でき、サスペンションや燃料タンク等を配置することが可能となる。また、図５に示すように、ルーフ格納空間８０の後方にトランクルーム４０が設けられているため、車両後方からの衝撃荷重が作用しても、ルーフ格納空間８０や、その内部に格納されているルーフユニットに影響が及ぶ可能性が小さい。

次に、オープントップ状態からタルガトップ状態とする場合には、図１４に示すように、アクチュエーター２２のロッド２３を伸長し、リアルーフアーム２１とともにリアルーフ部２を、支軸２１ａを中心として上方へ揺動させる。リアルーフ部２の揺動とともに、ローラ３５の位置がガイドレール２５で規制され、バックウインド部３が、支軸３１ａを中心として上方へ揺動を開始する。この際、バランサー３３内の封入ガス圧でロッド３４が伸長することによって、バックウインド部３を上方に付勢し、揺動を補助する。

図１５は、リアルーフ部２とバックウインド部３をルーフ閉鎖位置にさせて、センタールーフ部１を収納位置とした所謂タルガトップ状態を示している。この状態からクーペ状態に戻す場合、前記と逆の操作でリアルーフ部２、バックウインド部３を一旦格納し、オープントップ状態としてから、センタールーフ部１、リアルーフ部２、バックウインド部３を車両前方へ揺動させれば良い。以上の過程において、トランクリッド４は全く動作させる必要が無く、また、トランクルーム４０とルーフ格納部８０は完全に独立している。このため、トランクリッド４を開けた状態で、ルーフの開閉操作を行うことも可能である。

センタールーフ部１を駆動するアクチュエーター１５と、リアルーフ部２を駆動するアクチュエーター２２の動作は、センタールーフ部１とリアルーフ部２またはバックウインド部３が干渉しないよう、コンピューター等により制御される。なお、これらのアクチュエーター１５，２２としては、直線往復動を行う流体圧シリンダ以外にも、ねじ送り機構、ラックピニオン機構など駆動源の回転を直線往復動に変換する各種リニアアクチュエーターを使用できる。

さらに、リニアアクチュエーターを用いる代わりに、ロータリーアクチュエーターを用い、減速ギアなどを介してドライブアーム１２やリアルーフアーム２１を直接揺動させても良く、さらにリニアアクチュエーターとロータリーアクチュエーターを組み合わせても良い。リニアアクチュエーターやロータリーアクチュエーターの動力源は特に限定されるものではなく、電動、油圧、手動等とすることができる。また、バランサー３３は、ガス圧式以外の、例えば、スパイラルスプリングによるもの等であっても良く、ルーフ格納機構が手動の場合には、ドライブアーム１２やリアルーフアーム２１等にバランサーを設けても良い。

センタールーフ部１は、その開閉動作中において、コントロールアーム１１、ドライブアーム１２によって左右両側から支持されている。従って、センタールーフ部１の開閉動作の確実性を向上させるためには、これら４本のアーム１１，１２の剛性を向上させることと左右のアームの動きを同期させる必要がある。そこで、図６に示すように、左右両側のコントロールアーム１１，１１を、センタールーフ部１の支軸１１ｂ，１１ｂの箇所においてリジッドに連結する連結バー１７を設けてある。

連結バー１７は、センタールーフ部１の天井部に沿って湾曲し、かつ、車室６側から見えないように、図１６に示すように、センタールーフトリム１０３の上側（ルーフのパネルとセンタールーフトリム１０３の間）に配置されている。ところで、コントロールアーム１１は、その開閉動作中に、センタールーフ部１に対して支軸１１ｂを中心として１１−１１′の範囲で揺動するので、それに伴いコントロールアーム１１に結合された連結バー１７もまた、センタールーフ部１に対し１７−１７′、角度αの範囲で揺動する。そこで、センタールーフ部１の開閉動作中に連結バー１７とセンタールーフ部１およびセンタールーフトリム１０３が干渉しないように、アウターパネル１０１とインナーパネル１０２からなるセンタールーフ部１の、インナーパネル１０２に凹部を設ける一方、センタールーフトリム１０３には膨出部を設け、それらの間に連結バー１７が揺動しうる空間を形成している。

本発明では、ルーフ、特にリアルーフ部におけるデザイン的な制約を受けずに、十分な室内空間を確保しつつ、省スペースでの格納を可能とするために、リアルーフ部２とバックウインド部３とを分割したが、それらが略平行にオーバーラップして起立姿勢で格納されなければ、省スペースでの格納は実現できない。

そこで、図１７に示すように、バックウインド部３の上端からリアルーフ部２側に延出したアッパーアーム３６の先端部にローラ３５を設け、該ローラ３５の揺動半径方向に対してほぼ直交する方向にバックウインド部３が配置されるようにしている。また、バックウインド部３の表面に沿って上端を延長したラインよりやや車両上側にローラ３５を配置している。さらに、バックウインド部３の揺動中心（３１ａ）は、ルーフ閉鎖状態において、リアルーフ部２の揺動中心（２１ａ）と、ローラ３５の回動中心とを結ぶ直線（思案点３１ｘを通る直線）よりも、車両後方側に位置している。以下、リアルーフ部２とバックウインド部３の開閉動作の詳細について、図面と共に説明する。

図１７は、リアルーフ部２を固定節とした場合における、バックウインド部３、ベースプレート１０の相対的な動作を示している。リアルーフ部２を固定節（２１ａ−２５）とした場合、ベースプレート１０が原動節（２１ａ−３１ａ）、バックウインド部３が従動節（３１ａ−３５）となり、支軸３１ａが３１ｔまで回転するとき、ローラ３５は、支軸３１ａとの距離が一定であるガイドレール２５上の地点を移動する。支軸３１ａの移動軌跡３１ｒ，３１ｓ，３１ｔ、ローラ３５の移動軌跡３５ｒ，３５ｓ，３５ｔ、バックウインド３の移動軌跡３ｒ，３ｓ，３ｔは、それぞれ対応関係にある。

図１７において、ローラ３５の移動軌跡３５ｒは同一地点にあり、支軸３１ａが思案点３１ｘを経て３１ｒまで移動する間、ローラ３５はガードレール２５に対しては移動せず、その位置で回転するだけである。即ち、ルーフ格納動作の初期において、バックウインド部３とリアルーフ部２とは一体となって揺動するが、この際、バックウインド部３はリアルーフ部２に対してローラ３５を中心として位置３ｒまで図中時計回りに回転することになる。

これに伴い、図１８に示されるように、アッパーアーム３６付近においては、バックウインド部３は、ローラ３５を中心として矢印Ｒ方向に揺動する。これは、バックウインド部３をリアルーフ部２から内側に離反させる動作であり、この動作を経ることでバックウインド部３（３ｒ）がリアルーフ部２と干渉せずに矢印Ｓ方向に移動するためのクリアランスが確保される。逆に、ルーフ閉鎖時には、バックウインド部３は、ローラ３５を中心として矢印Ｒと逆方向に揺動し、リアルーフ部２に圧接されることになり、バックウインド部３の密閉性を向上させる。

また、図１７に示すように、リアルーフ部２の揺動中心（２１ａ）とローラ３５の回動中心とを結ぶ直線上に思案点３１ｘがあるため、思案点３１ｘを越えるまでは、バックウインド部３の揺動中心が、閉鎖側の揺動端（３１ａ）に機構的にロックされ、これによってもバックウインド部３の閉鎖性、閉鎖時の安定性が向上する。また、思案点３１ｘの両側を移動軌跡に含むことで、ローラ３５がガイドレール２５の後端部に留まって、バックウインド部３がリアルーフ部２に対して相対的に回転する前記初期動作における揺動角を最大限に確保でき、バックウインド部３の良好な接離動作が可能となる。

上記初期動作の後、リアルーフ部２、バックウインド部３の揺動とともに、支軸３１ａが３１ｒを越えると、ローラ３５は３５ｓ方向に移動を開始する。この移動開始時期は、ガイドレール２５によって決定される。即ち、ガイドレール２５が、後端部から支軸３１ａを中心とする円弧より内側（中心側、図１７では下側）に向かう経路に沿って配設されているので、支軸３１ａが３１ｒに到達するまでローラ３５は後端部に留まり、支軸３１ａが３１ｒを越えてガイドレール２５から離れ始めるのに伴い、ローラ３５が３５ｓに向けて移動を開始するようになる。

上記構成により、格納動作の初期においては、バックウインド部３がリアルーフ部２と一体となって揺動し、揺動角が増加するにつれてバックウインド部３の移動が先に終息し、リアルーフ部２がバックウインド部３に重なるような好適な格納動作が、ガイドレール２５の形状のみによって実現される。つまり、リアルーフ部２およびバックウインド部３の各揺動中心（２１ａ、３１ａ）と、ローラ３５の中心（リアルーフ部２とバックウインド部３の連結位置）を最適に配置することと、ガイドレール２５の形状、さらには、バランサー３３の働きによって、バックウインド部３に専用の開閉駆動用アクチュエーターを設ける必要がなく、アクチュエーターや専用油圧系を削減でき、制御の簡素化が図られている。

ガイドレール２５は、ローラ３５が円滑に移動できるように、全体が揺動軌道に沿って緩やかに湾曲しているが、車両前方側では、さらに車両下方向へ向けて僅かに屈曲している。これにより、リアルーフ部２とバックウインド部３との相対的な移動が大きくなる格納動作の最終段階で、ローラ３５が速やかに移動できる。

また、図２０に示されるように、ガイドレール２５は、その両端部のレール幅Ｗ２が、中間部のレール幅Ｗ１に比べて狭くなっている。この構成により、ガイドレール２５の中間部では、ローラ３５がレール内を滑らかに移動することができ、一方、ガイドレール２５の両端部では、ローラ３５を正確に位置決めすることができる。これにより、ローラ３５がガイドレール２５の両端部に位置するクーペ状態、オープントップ状態、およびタルガトップ状態で、リアルーフ部２とバックウインド部３相互の位置決めが確実となり、リアルーフ部２とバックウインド部３との不要ながたつきや振動を抑制することができ、乗員の快適性が向上する。

先述の通り、リアルーフ部２、バックウインド部３の開閉動作には、思案点３１ｘの通過が伴い、この思案点３１ｘの通過時に、ローラ３５を支持するアッパーアーム３６には支軸３１ａ方向への曲げモーメントが生じ、ガイドレール２５にはその反力が生じる。これらはバックウインド部３の閉鎖時の安定性に寄与する反面、格納動作に対しては抵抗となる。そこで、図２１および図２２に示すように、バックウインドアーム３１を、直接バックウインド部３に連結せずに、アームを基端側と先端側とに分割構成し、基端側のバックウインドアーム３１と先端側のエンドアーム３２とを中間連結部３０において２箇所のラバーブッシュ３０ａ，３０ａを介して連結している。

ラバーブッシュ３０ａは、エンドアーム３２に開口した穴３２ｃに、周溝３０ｂを係合させて装着され、さらにラバーブッシュ３０ａの中心部にはカラー３０ｃが嵌合されている。そして、バックウインドアーム３１の穴３１ｃに挿通したボルト３０ｄをカラー３０ｃに嵌合し、ワッシャ３０ｅを介してナット３０ｆを螺合することにより、ラバーブッシュ３０ａとカラー３０ｃとがバックウインドアーム３１に固定され、バックウインドアーム３１とエンドアーム３２とが連結されている。

このように、バックウインド部３をフローティングマウントにすることにより、アッパーアーム３６に加わる曲げモーメントがラバーブッシュ３０ａ，３０ａで吸収され、リアルーフ部２、バックウインド部３の円滑な格納動作が可能となる。また、このラバーブッシュ３０ａ，３０ａによって、多少の組み付け誤差を許容することが可能となり、高精度の部品加工や煩雑な調整作業を不要とすることができる。なお、ラバーブッシュ３０ａを上記２箇所のうちのいずれか１箇所のみに設け、他の１箇所は相対的な回動のみを許容して連結するようにしても良い。

図２または図９に示したルーフ閉鎖状態において、センタールーフ部１は、それに隣接するフロントウインドフレーム５、リアルーフ部２と、図示しないロック機構により連結固定され、アクチュエーター１５、２２を停止しても閉鎖状態が維持されるようになっている。しかし、本発明のルーフ構造は、図４または図１５に示したように、センタールーフ部１を格納した状態で、リアルーフ部２とバックウインド部３のみを元位置に復帰させてタルガトップ状態とすることも可能であるため、この状態でアクチュエーター２２を停止してもリアルーフ部２とバックウインド部３と閉鎖状態が維持されるように、リアルーフ部２とバックウインド部３とがロックされる必要がある。

そこで、図２１および図２３に示すように、リアルーフアーム２１に固定ピン２１ｄを設け、バックウインドアーム３１には固定ブッシュ３１ｄを設けて、それらがルーフ閉鎖状態において係合し、相互にロックされることで、リアルーフ部２に対してバックウインド部３が固定されるようにしている。

ルーフ閉鎖時においては、揺動半径の小さいバックウインドアーム３１に対して、揺動半径の大きいリアルーフアーム２１が後下方から追い付いて重合するため、固定ピン２１ｄは、リアルーフアーム２１の後下方に突出した突出部２１ｃから、バックウインドアーム３１側に突設され、固定ピン２１ｄを係合する固定ブッシュ３１ｄは、バックウインドアーム３１の後下方からＣ字状に湾入した縁部３１ｅに被着されている。

また、ルーフ開閉時において、支軸２１ａの後方に位置したリアルーフ部２の下端部は、車両本体に対しほぼ上下方向に移動する。そこで、図２４および図２５に示すように、リアルーフ部２のアウターパネル２０１の下端でリアルーフ部２の揺動中心２１ａから遠くなる車両後方側を下方に延長し、ルーフ開閉時に車体１２０の内部に位置するフランジ部２０３を設け、フランジ部２０３にリアルーフロック２０４を設ける一方、フランジ部２０３に隣接し、車体のサイドボディを構成するインナーパネル１２２に、前記リアルーフロック２０４と係合するリアルーフロックアウター１２４を設けている。

リアルーフロック２０４、リアルーフロックアウター１２４はそれぞれ断面Ｕ字形をなし、リアルーフ部２の閉鎖時に相互に係合することによって、リアルーフ部２を車体１２０に対して上下方向および車幅方向に位置決め固定する。なお、リアルーフロック２０４とリアルーフロックアウター１２４は、図２６に示すように、それぞれ係合面に傾斜βを設け、リアルーフ部２の閉鎖時における上方への移動とともに、幅方向に案内され、所定の位置に固定されるようになっている。

また、車体１２０のアウターパネル１２１とインナーパネル１２２とを接合したフランジ部１２３には、ウエルトシール１２５が被着され、リアルーフ部２との接合部を構成している。一方、リアルーフ部２は、車体１２０のアウターパネル１２１と共通の意匠面を構成するアウターパネル２０１が、前記接合部において内側に後退してインナーパネル２０２に接合されており、その後退した部分にウエザーストリップ２０５を設け、該ウエザーストリップ２０５が接合部の内側で車体１２０のウエルトシール１２５に当接することによって、リアルーフ部２の接合部がシールされる。

上記実施形態においては、ガイドレール２５に摺動自在に係合する摺動部材として、ローラ３５を設ける場合を示したが、ローラ３５の代わりに、ガイドレール２５に摺動自在に係合するスライドブロックを設け、該スライドブロックにアッパーアーム３６を揺動自在に連結しても良い。また、上記実施形態においては、リアルーフ部２の中央寄りに２箇所のガイドレール２５を設ける例を示したが、リアルーフ部２のクォーターウインド２０寄りに設けても良く、さらに１箇所または任意の数で設置可能である。また図示例では、バックウインド部３がウインドガラスとウエザーストリップのみで構成される場合を示したが、バックウインド部３の周辺部全体または一部にフレームを伴っていても良い。

さらに上記実施形態では、前座席（図示せず）と後部座席７を備えた、いわゆる２＋２シータの場合を示したが、後部座席７を設けずに２シータとすることもできる。その場合、リアルーフ部２にクォーターウインド２０を設けずに、サイドドアの後端付近からリアルーフ部２の側面が立ち上がるようにすることもできる。逆に、本発明では、ルーフを３分割したことにより、ルーフ部を省スペースで格納しつつ車室６の空間を広く確保できるので、後部座席７をリクライニング方式あるいはスライド方式として、格納操作時以外における座席空間を広くすることも可能である。

以上、本発明の実施の形態について述べたが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて各種の変形および変更が可能であることを付言する。

本発明の実施形態に係るルーフ構造を備えた自動車を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係る自動車のルーフ閉鎖状態を示す側面図である。 本発明の実施形態に係る自動車のオープントップ状態を示す側面図である。 本発明の実施形態に係る自動車のタルガトップ状態を示す側面図である。 本発明の実施形態に係る自動車のルーフ格納状態を示す要部平面図である。 本発明の実施形態に係る自動車のルーフ格納機構を示す、下方から見た斜視図である。 本発明の実施形態に係る自動車のルーフ格納機構を示す側面図である。 図７のＡ−Ａ断面図である。 ルーフ閉鎖状態におけるルーフ格納機構を示す側面図である。 ルーフ格納動作を示す側面図である。 ルーフ格納動作を示す側面図である。 ルーフ格納動作を示す側面図である。 オープントップ状態におけるルーフ格納機構を示す側面図である。 タルガトップ状態への移行動作を示す側面図である。 タルガトップ状態におけるルーフ格納機構を示す側面図である。 センタールーフ部の回動軸部を示す、一部切除した側面図である。 リアルーフ部に対するバックウインド部の相対的な動作を示す要部側面図である。 ルーフ格納開始時におけるガイドレールに対するバックウインドアッパーアームの相対的な動作を示す要部拡大側面図である。 ルーフ格納終了時におけるガイドレールおよびバックウインドアッパーアームの位置を示す要部側面図である。 ガイドレールのセンタールーフ部側端部を示す要部側面図である。 リアルーフアームとバックウインドアームとの係合部付近を示す要部拡大側面図である。 図２１のＢ−Ｂ断面図である。 図２１のＣ−Ｃ断面図である。 リアルーフ部を示す側面図である。 図２４のＤ−Ｄ断面図である。 変形例を示す図２５の要部拡大図である。

符号の説明

１ センタールーフ部
２ リアルーフ部
３ バックウインド部
４ トランクリッド
５ フロントウインドフレーム
６ 車室
７ 後部座席
８ キャビンバックパネル
９ フロアパネル
１０ ベースプレート
１１ コントロールアーム
１２ ドライブアーム
１３ リンクアーム
１４ リンクコントロールアーム
１５，２２ アクチュエーター
１６，２３，３４ ロッド
１７ 連結バー（連結部材）
１８ ブラケット
２０ クォーターウインド
２１ リアルーフアーム
２５ ガイドレール
３１ バックウインドアーム
３２ エンドアーム
３５ ローラ（摺動部材）
３６ アッパーアーム
４０ トランクルーム
８０ ルーフ格納空間
１２４ リアルーフロックアウター（車体部品）
２０３ フランジ部（延長部）
２０４ リアルーフロック（係合部）

Claims (8)

1. 客室の上方に位置したセンタールーフ部と、前記センタールーフ部の後方に位置したリアルーフ部と、バックウインド部とに分割可能であり、前記センタールーフ部、前記リアルーフ部、および前記バックウインド部が、それぞれ、車体の両側部において車幅方向の軸回りに揺動可能に支持され、それらを後方ないし下方に揺動させることによって、最後部の座席と車両後部の荷室との間に形成されたルーフ格納空間に、車両後方からリアルーフ部、バックウインド部、センタールーフ部の順に重ねて起立姿勢で格納されるように構成されていることを特徴とする自動車のルーフ構造。
2. 前記センタールーフ部、前記リアルーフ部、および前記バックウインド部は、それぞれ車幅方向の両側部において、共通のベースプレートに揺動可能に支持され、前記リアルーフ部の揺動半径は、前記バックウインド部の揺動半径より大きいことを特徴とする請求項１に記載の自動車のルーフ構造。
3. 前記センタールーフ部は、左右それぞれの側において、２本のアームにより前記ベースプレートに揺動可能に支持され、それらが４節リンク機構を構成しており、前記２本のアームのうち、少なくとも一方は、前記センタールーフ部の回動軸部において、左右両側のアームが連結部材で一体に連結されていることを特徴とする請求項２に記載の自動車のルーフ構造。
4. 前記リアルーフ部にはガイドレールが設けられ、前記バックウインド部の上端には、前記リアルーフ部に向けて延出したアッパーアームが設けられ、前記アッパーアームは、前記ガイドレールに係合する摺動部材に回動可能に連結されていることを特徴とする請求項２に記載の自動車のルーフ構造。
5. 前記摺動部材は、ルーフ閉鎖状態では前記ガイドレールの車両前後方向の後端部に位置し、前記ガイドレールは、前記後端部から、前記バックウインド部の揺動軸を中心とする円弧より内側に向かう経路に沿って配設されていることを特徴とする請求項４に記載の自動車のルーフ構造。
6. 前記摺動部材がローラであり、前記ガイドレールの後端部に位置した場合の前記ローラの回動中心と、前記リアルーフ部の揺動中心とを結ぶ線よりも、前記バックウインド部の揺動中心が車両後方側に位置していることを特徴とする請求項５に記載の自動車のルーフ構造。
7. 前記リアルーフ部および前記バックウインド部は、それぞれ、揺動アームを介して前記ベースプレートに揺動可能に支持され、前記各揺動アームには、前記リアルーフ部と前記バックウインド部との閉鎖時に、相互に係合する係合部が設けられていることを特徴とする請求項２、５、６のいずれか１項に記載の自動車のルーフ構造。
8. 前記リアルーフ部は、前記バックウインド部の左右両側から下方に延長した延長部を備え、前記延長部には、前記リアルーフ部の閉鎖時に車体側部品と係合する係合部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の自動車のルーフ構造。

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