JP2009126345A

JP2009126345A - 自動車のルーフ構造

Info

Publication number: JP2009126345A
Application number: JP2007303230A
Authority: JP
Inventors: Takanori Makino; 孝則牧野; Masayuki Miyake; 昌幸三宅; Kuniyasu Saito; 邦泰齊藤; Atsushi Namiiri; 厚波入
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2007-11-22
Filing date: 2007-11-22
Publication date: 2009-06-11
Anticipated expiration: 2027-11-22
Also published as: JP5119887B2

Abstract

【課題】製造時に車体を高温状態に晒し、その後常温に戻したときに、ルーフパネルに変形が生じるのを防ぐことのできる自動車のルーフ構造を提供する。
【解決手段】車体上部に設けられたサイドルーフレール１３と、サイドルーフレール１３にサイドルーフレール１３に対して線膨張係数の大きいルーフパネル１１とを接合し、ルーフパネル１１の下側に車幅方向に配置されルーフパネル１１を支持するボウルーフ１２とを備えた自動車のルーフ構造において、ボウルーフ１２はアルミニウムで構成され、その上部の略幅方向全域に、鉄から成る板部材１４が貼り付けられている。
【選択図】図２

Description

本発明は、ルーフパネルと、ルーフパネルを下側から支持するボウルーフとを備えた自動車のルーフ構造に関する。

ブロー成型法で製造される中空二重壁構造を成した合成樹脂製の自動車用パネルが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この自動車用パネルは、一側面の壁材と他側面の壁材の熱膨張係数が互いに異なっており、熱膨張係数の小さな壁材がエンジンルーム側に、熱膨張係数の大きな壁材が外表面側にそれぞれ配置されて利用される。

ところで、近年、車両軽量化を目的として、ルーフパネルと、ルーフパネルの下側に車幅方向に配置されルーフパネルを支持するボウルーフとを、アルミニウムで構成したルーフ構造が提供されている。
特開平６−８３０９号公報

しかしながら、ルーフ構造が、図９（ａ）に示すように、ルーフパネル１の車幅方向左右両端部が略クランク状に折り曲げられ、かつボウルーフ２の車幅方向左右両端に、下方に延びるなだらかな傾斜面からなるドリップ部２Ａが形成されていると、製造時の塗装工程等において、ルーフパネル１の上面が変形してしまう虞がある。

すなわち、塗装工程において車体は塗装炉を通過するが、このとき車体は高温状態に晒される。このような高温状態においては、アルミニウムで構成されたルーフパネル１は、図９（ｂ）に示すように、矢印Ａ方向に伸びて破線で示す形状に変形するが、このとき、鉄で形成されたサイドルーフレール３（同図（ａ）参照）の変形は小さいので、クランク状に折り曲げられた部分の角部１Ａには時計方向にモーメントＭ１が生じている。これにより、ルーフパネル１の車幅方向中央部には下向きの力Ｆ１が作用している。

一方、高温状態においては、アルミニウムで構成されたボウルーフ２は、図９（ｃ）に示すように矢印Ｂ方向に伸びて破線で示す形状に変形する。これにより、ボウルーフ２の車幅方向中央部には上向きの力Ｆ２が作用して、ボウルーフ２の車幅方向中央部は上方向に変位する。

ルーフパネル１とボウルーフ２とは適切なクリアランスを維持しつつ接着剤（マスチック）によって接合されており、上記のように、ルーフパネル１に下向きの力Ｆ１が作用し、ボウルーフ２に上向きの力Ｆ２が作用して、ボウルーフ２が実際に上方向に変位すると、図９（ａ）に示すように、ルーフパネル１とボウルーフ２とのクリアランスが過小となってしまう。

そして、このような状況で高温状態から解放された場合、ボウルーフ２は常温時の元の形状に戻ろうとし、つまり、図９（ｃ）において下方向に変位する。ボウルーフ２が下方へ変位すると、ボウルーフ２に接着剤で接合されたルーフパネル１は、ボウルーフ２の変位とともに下方へ引き込まれ、ルーフパネル１の上面に凹凸の変形が生じる。

本発明の課題は、製造時に車体を高温状態に晒し、その後常温に戻したときに、ルーフパネルに変形が生じるのを防ぐことのできる自動車のルーフ構造を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明は、車体上部に設けられたルーフ保持部と、前記ルーフ保持部に前記ルーフ保持部に対して線膨張係数の大きいルーフパネルとを接合し、前記ルーフパネルの下側に車幅方向に配置され該ルーフパネルを支持するボウルーフとを備えた自動車のルーフ構造において、前記ボウルーフは、略幅方向全域で上部と下部とで線膨張係数の異なる特性を持ち、前記ボウルーフの上部は下部に対して線膨張係数が小さくなっていることを特徴としている。

上記構成によれば、ボウルーフの上部は下部に対して線膨張係数が小さくなっているので、高温状態に置かれたとき、ボウルーフの下部は車幅方向に大きく伸びるが、上部は同方向にあまり伸びない。そのため、ボウルーフの車幅方向左右両端近傍には、ボウルーフの車幅方向中央部を下方向に変位させようとするモーメントが作用し、車幅方向中央部において、ルーフパネルとボウルーフとのクリアランスを所定量に維持することができる。その結果、高温状態から解放された場合でも、ルーフパネルに変形が生じるのを防ぐことができる。

本発明によれば、製造時に車体を塗装工程等の高温状態に晒し、その後、常温に戻したときにも、ルーフパネルに変形が生じるのを防ぐことができる。

以下、本発明の実施例を図面に従って説明する。

図１は、車体１０から、ルーフパネル１１とボウルーフ１２を取り外した状態を示す斜視図である。ルーフパネル１１は平面視で略四角形を成し、ボウルーフ１２はルーフパネル１１の下側に４つ設けられている。

図２及び図３は本発明に係るルーフ構造を示しており、図２は車幅方向に沿った車両片側の断面図、図３は図２のＳＡ−ＳＡ線に沿った断面図である。本発明に係るルーフ構造は、図２に示すように、ルーフパネル１１と、ルーフパネル１１の下側に車幅方向に配置されルーフパネル１１を支持するボウルーフ１２とを備えている。ルーフパネル１１及びボウルーフ１２はアルミニウムで構成されている。

ルーフパネル１１は、車幅方向端部に略クランク状に折り曲げられた部分１１Ａを有している。また、ボウルーフ１２の車幅方向端部には、下方に延びるなだらかな傾斜面から成るドリップ部１２Ａが形成されている。そして、ルーフパネル１１のクランク状に折り曲げられた部分１１Ａの先端と、ボウルーフ１２のドリップ部１２Ａの先端は重ね合わされ、車体上部に設けられたルーフ保持部としてのサイドルーフレール１３に固定されている。なお、サイドルーフレール１３は鉄で構成されている。

ボウルーフ１２は、図３に示すよう、断面が略逆ハット形状を成している。そして、ボウルーフ１２の上面には、アルミニウムよりも線膨張係数が小さく且つ剛性の高い材料（例えば、鉄）からなる板部材１４が設けられている。板部材１４は、ボウルーフ１２と同様に断面略逆ハット形状を成しており、ボウルーフ１２の上面全体に貼り付けられている。

また、ボウルーフ１２（詳細には板部材１４）は、接着剤（マスチック）１５によってルーフパネル１１の下面に接合されている。接着剤１５による接着箇所は、図２に示すように、車幅方向に沿って数カ所に設けられている。ボウルーフ１２及び板部材１４は、上述したように逆ハット型を成しており、両側端にそれぞれフランジ部１２Ｂ，１４Ｂを有している。接着剤１５は、板部材１４のフランジ部１４Ｂをルーフパネル１１の下面に接合している。なお、図２は、ルーフ構造の断面図であるが、フランジ部１２Ｂ，１４Ｂで切断したときの断面を示している。

次に、本実施例の作用について説明する。

上記構成のルーフ構造が、製造時の塗装炉等において高温状態に置かれたときに、ルーフパネル１１は、図９（ｂ）に示したように、クランク状に折り曲げられた部分の角部１Ａに時計方向にモーメントＭ１が生じて、車幅方向中央部には下向きの力が作用する。

しかし、本実施例においては、ボウルーフ１２には、その上面に、アルミニウムよりも線膨張係数が小さく且つ剛性の高い板部材１４が貼り付けられているので、高温状態に置かれたときに、図４に示すように、アルミニウム製のボウルーフ１２は矢印Ｃのように大きく伸びるが、線膨張係数がアルミニウムよりも小さい板部材１４は矢印Ｄのようにあまり伸びず、その結果、ドリップ部１２Ａを中心に反時計方向のモーメントＭ２が発生する。このモーメントＭ２が発生すると、ボウルーフ１２は板部材１４と共に矢印Ｆ３のように下方へ押し下げられ、二点鎖線で示す位置に変位する。

その結果、ルーフパネル１１に下向きの力が作用しても、ルーフパネル１１とボウルーフ１２上面の板部材１４との間に所定のクリアランスを維持することができ、高温状態から解放された場合に、ボウルーフ１２がルーフパネル１１を下方へ引き込むこともなく、ルーフパネル１の上面に凹凸の変形が生じるのを防ぐことができる。

また、ボウルーフ１２の上面に板部材１４を貼り付ける場合、板部材１４の板厚の分だけ、ボウルーフ１２の板厚が薄くなるが、板部材１４は剛性の高い材料で構成されているので、従来のようにアルミニウムだけの場合に比べて、ボウルーフ１２の強度を高めることもできる。

図５は実施例２を示している。本実施例では、車幅方向端部のドリップ部１２Ａにおいて、板部材１４の板厚が変化している。すなわち、板部材１４の板厚は車幅方向外側へ行く程薄くなり、その分、ボウルーフ１２の板厚保が厚くなっている。このように、ドリップ部１２Ａでのボウルーフ１２本体と板部材１４との線膨張率の差は、車幅方向外側へ行く程小さく設定されている。

なお、ドリップ部１２Ａは、車幅方向に沿ってルーフ両側の長さを１００％としたとき、車体の中央振り分けで６０％より外側部分に形成されている（図２参照）。

本実施例のように構成すれば、高温状態に置かれたとき、ドリップ部１２Ａでは車幅方向外側へ行く程下方へ変形しようとする力が弱くなり、その分、ドリップ部１２Ａに発生する反時計方向のモーメントＭ２が大きくなって、ボウルーフ１２の車幅方向中央部を下方へ大きく変位させることができる。その結果、ルーフパネル１１との間に十分なクリアランスを維持することが可能となる。

図６は実施例２の変形例を示しており、ボウルーフ１２のドリップ部１２Ａ付近の平面図である。この変形例では、ドリップ部１２Ａにおける板部材１４の板厚は一定であるが、車幅方向外側（図の下側）へ行く程板部材１４の幅Ｗが狭くなるよう構成されている。

上記変形例においても、高温状態に置かれたとき、ドリップ部１２Ａでは車幅方向外側へ行く程下方へ変形しようとする力が弱くなり、図５の場合と同様の作用効果を得ることが可能となる。

図７は実施例３示している。本実施例では、板部材１４が平板状を成しており、この平板状の板部材１４がボウルーフ１２の上に設けられている。すなわち、板部材１４は、ボウルーフ１２両側端のフランジ部１２Ｂに張り合わされている。そして、板部材１４とボウルーフ１２とによって閉断面が形成されている。

本実施例によれば、板部材１４の加工が容易となり、ボウルーフ１２の製造コストを安くすることができる。

図８は実施例４示している。本実施例では、板部材１４は逆ハット形状を成しているが、この逆ハット形状の深さｄ１が、ボウルーフ１２の深さｄ２よりも小さくなっている。また、ボウルーフ１２のフランジ部１２Ｂの上面に、板部材１４のフランジ部１４Ｂが貼り付けられている。

また、ドリップ部では車幅方向外側へ行く程、板部材１４の深さｄ１は浅くなり、先端付近では板部材１４は平板となっている。

本実施例によれば、板部材１４をすべて平板とした場合（実施例３）に比べて、板部材１４の量を多くすることができ、その結果、ドリップ部１２Ａに発生するモーメントＭ２（図２参照）を大きくすることができる。また、板部材１４を逆ハット形状に加工するだけ、つまり、ボウルーフ１２の形状に合わせた加工を行う必要がないので、実施例１の場合に比べて、低コストで製造可能である。

以上、本発明の実施例を図面により詳述してきたが、上記各実施例は本発明の例示にしか過ぎないものであり、本発明は上記各実施例の構成にのみ限定されるものではない。本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても、本発明に含まれることは勿論である。

例えば、板部材１４はボウルーフ１２の上面全体ではく、車幅方向全体に亘って設けられていれば、ボウルーフ１２の上面の一部であってよい。つまり、ボウルーフ１２のフランジ部１２Ｂの上面に帯状の板部材１４が貼り付けられているだけもよい

ルーフパネルとボウルーフを取り外したときの車体の斜視図である。実施例１によるルーフ構造を示しており、車幅方向に沿った車両片側の断面図である。図２のＳＡ−ＳＡ線に沿った断面図である。高温状態に置かれたときに、ボウルーフが変形する様子を説明する図である。実施例２によるボウルーフの車幅方向に沿った要部断面図である。実施例２の変形例を示しており、ボウルーフのドリップ部付近の平面図である。実施例３によるボウルーフの車体前後方向に沿った断面図である。実施例４によるボウルーフのドリップ部を示しており、車体前後方向に沿った断面図である。従来技術によるルーフ構造を示しており、（ａ）はルーフパネルとボウルーフの位置関係を示す図、（ｂ）は高温状態においてルーフパネルが変形する様子を示す図、（ｃ）は高温状態においてボウルーフが変形する様子を示す図である。

符号の説明

１０車体
１１ルーフパネル
１２ボウルーフ
１２Ａドリップ部
１２Ｂフランジ部
１３サイドルーフレール
１４板部材
１４Ｂフランジ部
１５接着剤

Claims

車体上部に設けられたルーフ保持部と、前記ルーフ保持部に前記ルーフ保持部に対して線膨張係数の大きいルーフパネルとを接合し、前記ルーフパネルの下側に車幅方向に配置され該ルーフパネルを支持するボウルーフとを備えた自動車のルーフ構造において、
前記ボウルーフは、略幅方向全域で上部と下部とで線膨張係数の異なる特性を持ち、前記ボウルーフの上部は下部に対して線膨張係数が小さくなっていることを特徴とする自動車のルーフ構造。
前記ボウルーフの上部は、鉄板が用い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。
前記ルーフパネル及び前記ボウルーフの下部は、アルミニウムが用いられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の自動車のルーフ構造。
前記ボウルーフの両側端には、下方に延びるドリップ部が設けられ、
前記ボウルーフは、上部と下部の線膨張率の差が、前記ドリップ部では、小さく設定されていることを特徴とする請求項１，２又は３に記載の自動車のルーフ構造。
前記ドリップ部での線膨張率の差は、車幅方向外側に行く程小さく設定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。
前記ドリップ部は、車幅方向に沿ってルーフ両側の長さを１００％としたとき、車体の中央振り分けで６０％より外側部分に形成されていることを特徴とする請求項４又は５に記載の自動車のルーフ構造。
前記ボウルーフは線膨張係数の異なる上部板と下部板を接合して形成され、
前記ボウルーフは車体前後方向に沿った縦断面が逆ハット型を成しており、前記上部板と下部板は同形状の逆ハット型に形成されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の自動車のルーフ構造。