JP2008195324A - 自動車のルーフパネル - Google Patents

Abstract

【課題】自動車のルーフパネルの平面状をなす後半部の上下方向の撓み変形に対する剛性を強化すること。
【解決手段】自動車のルーフパネル１に、その左右の側縁１３，１３に近接して前後方向に延びる左右の直線部２ａ，２ａと、両直線部２ａ，２ａの端部間をルーフパネルの幅方向につなぐほぼ円弧状の曲線部２ｂとからなるＵ字状で、上記曲線部２ｂをルーフパネル１の後半部に位置するＵ字線２に沿って段差２０を形成し、上記曲線部２ｂにより仕切られたルーフパネル１の前側および後側との間に高低差を設け、ルーフパネル１の上記後半部の剛性を強化した。
【選択図】 図１

Description

本発明は自動車のルーフパネル、特に上下方向の撓み変形に対する剛性を強化したルーフパネルに関する。

一般に、自動車のルーフパネルは、工場の生産ラインにおいて、これを組み付ける車体の上方へ搬送され、下降させて車体上に設置される。例えば、図５に示すルーフパネル１は、パネルの前後の四隅（図５（Ａ）の円Ｂ位置）がバキューム式の吊下具等で吸着されて吊り下げられた状態で搬送装置により搬送され、車体の上方から降ろされて車体の左右のサイドメンバ間を架けわたすように設置される。その後、ルーフパネルは左右の側縁が上記左右のルーフサイドレールに沿って溶接される。

ところでルーフパネルは、緩やかに前斜め下方へ湾曲せしめた湾曲面状のルーフパネル前端側では上下方向の撓み変形に対する剛性が高いが、平面形状に近いパネル後半部では、パネル前端側に比べて剛性が充分とは言えない。このためルーフパネルは左右の側縁が上記ルーフサイドレールに上から設置されるときに、衝撃でパネル後半部がその中央を中心に下方へ撓み変形するおそれがある。特に、生産効率を高めるために生産ラインの速度を上げると衝撃が大きくなり、パネルの後半部に撓み変形が生じやすい。この撓み変形により残留歪みが生じると使えない。生産ラインでのパネルの撓み変形は前後長の長いワゴン車等のルーフパネルで発生し易い。

この問題に対処すべくルーフパネルの剛性を高めるために板厚を厚くすると車体重量が増加する。板厚を上げずに剛性を強化するためにルーフパネル１の左右の両側縁に沿って前後方向に補強ビード３，３（図５（Ａ））を設けたり、下記特許文献１に記載されたように、ルーフパネルの平面状の後半部には前後方向に複数の補強ビードが形成された構造が提案されている。
特開平１０−３１６０２２号公報

しかしながら、特許文献１の構造ではルーフパネルのパネル形状が複雑で、見栄えがよいとは言えず、形状が複雑な分、製造コストがかかる。そこで本発明は、重量増加がなく、形状が簡素で見栄えおよび生産性が良好で、パネルの剛性、特に平面形状の後半部の撓み変形に対する剛性を強化した自動車のルーフパネル構造を提供することを課題としてなされたものである。

本発明は前端部が斜め下方へ緩やかに湾曲形成された自動車のルーフパネルに、その左右の側縁に近接して前後方向に延びる左右の直線部と、両直線部の端部間をルーフパネルの幅方向につなぐほぼ円弧状の曲線部とからなるＵ字状で、上記曲線部がルーフパネルの後半部に位置するＵ字線に沿って段差を形成し、上記曲線部により仕切られたルーフパネルの前側および後側との間に高低差を設ける（請求項１）。左右の直線部に沿う段差がパネルの前後方向の曲げを抑制し、曲線部に沿う段差がパネルの前後方向から幅方向に至る間のあらゆる方向の曲げを抑制するので、これらの効果が相まってパネル後半部が上下方向に撓み変形するのが防止される。またＵ字線に沿って段差を形成するのみ成形加工は容易になされ得る。

上記段差を、ルーフパネルの後方側に向けて開口する上記Ｕ字線に沿って設ける（請求項２）。上記段差を、ルーフパネルの前方側に向けて開口する上記Ｕ字線に沿って設ける（請求項３）。いずれの向きでもルーフパネルの剛性を強化できる。

上記Ｕ字線の曲線部を、中心点が上記左右の直線部の幅方向中央線上に位置し、上記中央線と上記直線部の一方との間のルーフパネル幅方向の距離を半径とする円弧状に形成する（請求項４）。前後ないし左右のあらゆる方向の曲げに対して剛性を強化でき、段差を設ける湾曲線部として好適である。

上記段差を、縦面がほぼ垂直面をなす断面ほぼＺ字形に形成する（請求項５）。垂直な縦面が効果的にルーフパネルの曲げを防止し、パネルの剛性を強化するのに好適である。

上記段差の高さを約５mmから８mmに設定する（請求項６）。パネルの剛性を充分確保でき、かつルーフパネルの見栄えを損ねず、車両走行時の空気抵抗への影響がない。

上記ルーフパネルにはその左右の側縁に近接して直線上に前後方向に延びる段差状の補強ビートが設けられ、これら左右の補強ビードにより上記Ｕ字線の直線部を構成する（請求項７）。ルーフパネルの補強ビードを利用してＵ字線に沿う段差を設けたのでより構造を簡素にできる。

図１、図２に基いて本発明の第１の実施形態を説明する。ルーフパネル１はワゴン車用のもので前後長の長い長方形状に形成してあり、パネル中央の一般部１ａを外周よりも若干上方へ膨出して高くした浅い逆容器状に形成してある。

ルーフパネル１の前端部１０は、一般部１ａに対して前斜め下方へ向けて緩やかに湾曲する前下がりの湾曲傾斜状に形成してある。一般部１ａよりも低くした前端縁にはフロントガラスの上縁を接着する前縁フランジ１１が形成してある。

左右の両側端部１２，１２は下方へ向けて湾曲する曲面状に形成してあり、側縁には車体のルーフサイドレール（図略）と結合する側縁フランジ１３，１３が形成してある。また左右の側端部１２，１２には、一般部１ａ側よりも一段高くした段差状の補強リブ３，３が前後方向に直線状に形成してある。補強リブ３，３は前端が前下がり傾斜状の前端部１０と一般部１ａとの境界付近から始まりパネル後端部１４へ連通してある。

ルーフパネル１の後半部には、左右両側の後方に前後方向に延びる直線部２ａ，２ａと、両直線部２ａ，２ａの前端から前方へ張り出す円弧状に延び、両直線部２ａ，２ａの前端間をつなぐ曲線部２ｂとでルーフパネル１後方へ向けて開口するＵ字線２に沿って段差２０が形成してある。

Ｕ字線２の左右の直線部は補強リブ３よりもパネル中央側に設けてあり、直線部２ａ，２ａの後端はパネル後端１４まで延びている。Ｕ字線２の曲線部２ｂは、ルーフパネル１の幅方向のセンタラインＣＬ上に中心点が設定され、直線部２ａの前端とセンタラインＣＬとの幅方向の距離を半径ｒとする半円形の円弧状をなす。曲線部２ｂはその最も前方へ張り出した頂点２１が、ルーフパネル１の前端からパネル前後長の３分の２程度の位置で、パネルの剛性が低いとされる部位を通過するように形成してある。

Ｕ字線2に沿う段差２０は、ルーフパネル１の一般部１ａに対してＵ字線２で囲まれた領域部（以下、単にＵ字領域部という）１ｂを一段低くするようにしてあり、段差２０の断面形状はパネルの一般部１ａとＵ字領域部１ｂとの間にほぼ垂直な縦面を備えた断面ほぼＺ字形をなす。段差２０の高さ寸法は約５mmから８mmに設定してある。尚、図１（Ｂ）、図２では段差２０を強調して高低差を大きく表している。補強リブ３も同様に高さが５mmから８mm程度で図２では強調してある。

ルーフパネル１の後端部１４は、後端縁をＵ字領域部１ｂよりも一段低くした断面ほぼＺ字形をなす段差状に形成してあり、上記低位の後端縁が車体のバックドア開口の上縁を形成するようにしてある。また後端部１４の段差上部にはバックドア開口を開閉するバックドアの上縁をヒンジ結合する部位をなす。

ルーフパネル１を車体の上方から設置する場合などにおいて、ルーフパネル１の周縁に上下方向の衝撃が加えられると、平面状の後半部にはその中心部を最下点とする下方への半球面状の湾曲面をなす撓み変形が生じる。この変形はルーフパネル１の後半部における前後方向の曲げ、および前後方向から幅方向に至る間の斜め方向の曲げが総合して生じるものである。

本実施形態では、ルーフパネル１の後半部の湾曲最下点を中心に放射状に延びるあらゆる方向に対して直線部２ａ，２ａおよび曲線部２ｂに沿う段差２０が直交する方向となるから段差２０があらゆる方向の曲げに対して突っ張りとなり、ルーフパネル１後半部の下方への撓み変形が防止される。湾曲最下点たる中心点の位置は、例えば各車種のルーフパネルにつきその周縁に上下方向の衝撃を加えるテストを行なうことにより決定され得る。

このようにルーフパネル１は後半部の段差２０により剛性を強化でき、板厚を上げる必要がないので重量増加がない。生産ラインはその速度を上げてもルーフパネル１に撓み変形が発生せず、車両の生産効率を向上することができる。またルーフパネル１はＵ字線２に段差２０を設けた簡素な形状で、製造コストの増加がほとんどなく経済的である。

また段差２０は、低すぎると剛性を強化する効果が充分に発揮されず、高すぎると段差２０が目立ってルーフパネルの外観見栄えを損ねるとともに車両走行時の空気抵抗が大きくなって好ましくない。高さは５mmないし８mm程度が適当である。

曲線部２ｂは厳密な円弧形に限らず、上記頂点２１付近をルーフパネル１の幅方向に直線状とし、該直線部の両端末を左右の直線部２ａ，２ａと円弧状につなぐ形状としてもよい。パネル幅が１２００mm程度のルーフパネルでは少なくとも曲線部２ｂの上記半径ｒを３６０mm以上に設置することが望ましい。

更に、第１の実施形態では段差２０を後方へ向けて開口するＵ字線２に沿って設けたがこれに限らず、図３、図４に示す第２の実施形態のように前方へ向けて開口するＵ字線２に沿って設けてもよい。第２の実施形態では、ルーフパネル１の左右両側の前後方向に延びる補強ビード３，３を、段差２０を設けるＵ字線２の左右の直線部（２ａ，２ａ）とし、これら補強ビード３，３とこれらの後端間を後方へ張り出す円弧状の曲線部２ｂでつないで前方へ開口するＵ字線２を設け、これに沿って段差２０を形成し、後方のパネル一般部１ａに対して前側のＵ字領域部１ｂを一段低く形成してある。曲線部２ｂの後方へ張り出した頂点２１はルーフパネル１の前から３分の２程度かまたはこれよりも若干前側に設置してある。

本実施形態によれば第１の実施形態と同様な作用効果によりルーフパネル１の剛性を強化できる。また、第１の実施形態では、ルーフパネル１の前後長に対して段差２０を形成するＵ字線２の左右の直線部２ａ，２ｂの割合が短く、ルーフパネル１全体を補強する目的の補強ビード３，３を設けているが、本実施形態では、段差２０を設けるＵ字線２の前後長が第１の実施形態のそれと比べると長いので、Ｕ字線２の直線部２ａ，２ｂと補強ビード３，３とを個別に設ける必要がなく一体の構造ですむ。従ってパネル形状がより簡素にできる。

段差２０をルーフパネル１の後半部に円形線を設けて、これに沿って形成することが考えられるが、例えば、上記円形線内のパネル面を一段高くするとルーフパネル外観の見栄えに違和感が生じたり、上記円形線内のパネル面を一段低くすると円形線内に水が溜まって排水の問題が生じるので円形とすることは好ましくない。

本発明の第１の実施形態を示すもので、図１（Ａ）はルーフパネルの平面図、図１（Ｂ）は図１（Ａ）のＣＬ−ＣＬ線に沿う断面図である。 図１（Ａ）のII−II線に沿う断面図である。 本発明の第２の実施形態を示すもので、図３（Ａ）はルーフパネルの平面図、図３（Ｂ）は図３（Ａ）のＣＬ−ＣＬ線に沿う断面図である。 図３（Ａ）のIV−IV線に沿う断面図である。 図１に対応して従来のルーフパネルを示すもので、図５（Ａ）は平面図、図５（Ｂ）は図５（Ａ）のＣＬ−ＣＬ線に沿う断面図である。

符号の説明

１ ルーフパネル
１３ 側縁フランジ（側縁）
２ Ｕ字線
２ａ 直線部
２ｂ 曲線部
２０ 段差
２１ 曲線部の頂点
３ 補強ビード
ｒ 曲線部の半径
ＣＬ センタライン（直線部間の幅方向中心線）
Ｔ 曲線部の中心点

Claims (7)

1. 前端部が斜め下方へ緩やかに湾曲形成された自動車のルーフパネルに、その左右の側縁に近接して前後方向に延びる左右の直線部と、両直線部の端部間をルーフパネルの幅方向につなぐほぼ円弧状の曲線部とからなるＵ字状で、上記曲線部がルーフパネルの後半部に位置するＵ字線に沿って段差を形成し、上記曲線部により仕切られたルーフパネルの前側および後側との間に高低差を設けたことを特徴とする自動車のルーフパネル。
2. 上記段差を、ルーフパネルの後方側に向けて開口する上記Ｕ字線に沿って設けた請求項１に記載の自動車のルーフパネル。
3. 上記段差を、ルーフパネルの前方側に向けて開口する上記Ｕ字線に沿って設けた請求項１に記載の自動車のルーフパネル。
4. 上記Ｕ字線の曲線部を、中心点が上記左右の直線部の幅方向中央線上に位置し、上記中央線と上記直線部の一方との間のルーフパネル幅方向の距離を半径とする円弧状に形成した請求項１ないし３のいずれかに記載の自動車のルーフパネル。
5. 上記段差を、縦面がほぼ垂直面をなす断面ほぼＺ字形に形成した請求項１ないし４のいずれかに記載の自動車のルーフパネル。
6. 上記段差の高さを約５mmから８mmに設定した請求項１ないし５のいずれかに記載の自動車のルーフパネル。
7. 上記ルーフパネルにはその左右の側縁に近接して直線上に前後方向に延びる段差状の補強ビートが設けられ、これら左右の補強ビードにより上記Ｕ字線の直線部を構成した請求項１、３、４、５、６のいずれかに記載の自動車のルーフパネル。