JP2012245898A

JP2012245898A - 車両ルーフ構造

Info

Publication number: JP2012245898A
Application number: JP2011119482A
Authority: JP
Inventors: Yoshinari Suda; 芳成須田
Original assignee: Toyota Motor Corp; Toyota Motor East Japan Inc
Current assignee: Toyota Motor Corp; Toyota Motor East Japan Inc
Priority date: 2011-05-27
Filing date: 2011-05-27
Publication date: 2012-12-13

Abstract

【課題】車両走行時の低燃費化に貢献し、且つ、剛性が高い車両ルーフ構造を提供する。
【解決手段】車両には、車両前後方向に延びる左右一対のルーフサイドレール１０２が設けられる。レインフォースメント１０３は、一対のルーフサイドレール１０２の間で車幅方向に延びている。ルーフパネル１１１は、レインフォースメント１０３の上方で、一対のルーフサイドレール１０２の間に位置する。ルーフパネル１１１には、車両前後方向に延びる凹ライン１１２が、車幅方向に見て左右に並ぶ二箇所に設けられる。接着部１１３は、レインフォースメント１０３の上面で凹ライン１１２との交差箇所に設けられ、ルーフパネル１１１とレインフォースメント１０３とを接着する。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両前後方向に延びる左右一対のルーフサイドレールの間にルーフパネルが配置された車両ルーフ構造に関する。

従来、車両前後方向に延びる左右一対のルーフサイドレールの間にルーフパネルが配置された車両ルーフ構造の発明が開示されている（例えば、特許文献１）。

特許文献１には、ルーフヘッダ１３，１５やレインフォースメント１７〜１９の上面に、ウレタンや合成ゴム等の弾性体、又は弾性を有する接着剤等からなる複数の制振材２９を設け、制振材２９を介してルーフパネル３の前後方向各部を上記各ルーフヘッダ１３，１５やレインフォースメント１７〜１９に支持させること、及び、制振材２９がルーフパネル３に伝達される振動を低減する役割を果たすことが示されている。

特許文献１に記載のループパネル３は、特許文献１の図１及び図３にあるように、上方に凸となるような滑らかな曲面形状をなしている。このような形状のルーフパネルを、説明のために、以下「ノーマルルーフパネル」と呼ぶ。

特開２００８−１９５３６１号公報（段落００２８、００２９、図１、図２及び図３）

図１０は、パゴダルーフパネル９０３を採用した車両９０１の斜視図である。近年、ボデー９０２の上部にパゴダルーフパネル９０３を設けることが行われている。パゴダルーフパネル９０３は、車幅方向に見て左右対称となる二箇所に、車両前後方向に延びる凹ライン９０４を設けて、ノーマルルーフパネルと比較して幅方向中央部分９０５を低くしたルーフパネルである。パゴダルーフパネル９０３は、ノーマルルーフパネルと比較して、車両前方から見た投影面積が少なく、車両走行時の低燃費化に貢献する。

発明者は、パゴダルーフパネルは、ノーマルルーフパネルと比較して車両走行時に振動しやすく、ドライバーが感じる騒音（ノイズ）や振動（バイブレーション）についての快適性（ＮＶ性能）を損ねていることに気がついた。そこで、発明者は、特許文献１に記載のように、ルーフヘッダやレインフォースメントにおける多くの箇所に制振材を配置し、パゴダルーフパネルとレインフォースメント等との接合面積を大きくした上でパゴダルーフパネルを支持させ、ＮＶ性能を向上させようと試みた。しかしながら、パゴダルーフパネルを制振材に支持させるだけでは、パゴダルーフの剛性が十分に高まらないことがわかった。また、制振材を多くの箇所に用いることにより、車両全体の重量が増大して車両走行時の燃費が悪くなり、さらには、レインフォースメント等の多くの箇所に制振材を配置するための設備投資が増大することにも気がついた。

本発明は、上記の点を鑑みてなされたものであり、車両走行時の低燃費化に貢献し、且つ、剛性が高い車両ルーフ構造を提供することを目的とする。

本発明の車両ルーフ構造は、車両前後方向に延びる左右一対のルーフサイドレールと、前記一対のルーフサイドレールの間で車幅方向に延びるレインフォースメントと、前記レインフォースメントの上方で前記一対のルーフサイドレールの間に位置し、車幅方向に見て左右に並ぶ二箇所に車両前後方向に延びる凹ラインが設けられたルーフパネルと、前記レインフォースメントの上面で前記凹ラインとの交差箇所に設けられ、前記ルーフパネルと前記レインフォースメントとを接着する接着部と、を備える。

本発明によれば、車両前後方向に延びる凹ラインが設けられたルーフパネルであるがゆえにルーフパネルに生じる振動が、レインフォースメントと凹ラインとの交差箇所に接着部を設けてルーフパネルとレインフォースメントとを接着させることによって効率的に減衰されるので、車両走行時の低燃費化に貢献し、且つ、剛性が高い車両ルーフ構造を提供することができる。

車両ルーフ構造の平面図である。図１のＡ−Ａ線断面図である。図１のＢ−Ｂ線断面図である。図１の符号Ｃで示す円内の拡大図である。図４のＤ−Ｄ線断面図である。図１の符号Ｅで示す円内の拡大図である。図６のＦ−Ｆ線断面図である。変形例における図１のＢ−Ｂ線断面図である。変形例における第３レインフォースメントの斜視図である。パゴダルーフパネルを採用した車両の斜視図である。

実施の一形態を、図１ないし図７に基づいて説明する。図１は、車両ルーフ構造１０１の平面図である。図１において、車両の前方側は紙面の下側に対応し、車両の後方側は紙面の上側に対応する。

車両ルーフ構造１０１は、一対のルーフサイドレール１０２を有する。一対のルーフサイドレール１０２は、車両の左右両側部に位置し、車両前後方向に延びている。ルーフサイドレール１０２の前端部、後端部、これらの中間部からは、フロントピラー、リアピラー、センターピラー（いずれも図示せず）が下方に延びている。

図２は、図１のＡ−Ａ線断面図である。図１及び図２を参照する。一対のルーフサイドレール１０２の間には、五本のレインフォースメント１０３が掛け渡される。いずれのレインフォースメント１０３も、車幅方向に延び、車両前後方向に同等の間隔で並んでいる。これらのレインフォースメント１０３を、車両前方側から順に、第１レインフォースメント１０３Ａ、第２レインフォースメント１０３Ｂ、第３レインフォースメント１０３Ｃ、第４レインフォースメント１０３Ｄ、第５レインフォースメント１０３Ｅと呼ぶ。

第１レインフォースメント１０３Ａ、第３レインフォースメント１０３Ｃ、第４レインフォースメント１０３Ｄ及び第５レインフォースメント１０３Ｅは、いずれも、車幅方向を長手とする長尺をなし、幅寸法が略同じである。第１レインフォースメント１０３Ａ、第３レインフォースメント１０３Ｃ、第４レインフォースメント１０３Ｄ及び第５レインフォースメント１０３Ｅのいずれにも、レインフォースメントの幅方向（車両前後方向）の略中央に下方に落ち込むよう形成され長手方向（車幅方向）に延びる溝部１０３ａが設けられる。この溝部１０３ａの両側には、フランジ部１０３ｂが設けられる。第２レインフォースメント１０３Ｂは、これ以外のレインフォースメント１０３と比べて幅広であって、車幅方向を長手とする長尺をなし、センターピラーの上方に位置する。第２レインフォースメント１０３Ｂは、長手方向（車幅方向）に延び上方に突出する二つの突出部１０３ｃを形成する。このようなレインフォースメント１０３のいずれも、その両端部が、スポット溶接等によってルーフサイドレール１０２の下面に固定取付されている。また、いずれのレインフォースメント１０３も、その上面が、ルーフパネル１１１に沿う形状に形成されている（図３参照）。

図３は、図１のＢ−Ｂ線断面図である。図１、図２及び図３を参照する。車両ルーフ構造１０１は、ルーフパネル１１１を有する。ルーフパネル１１１は、レインフォースメント１０３の上方に位置し、一対のルーフサイドレール１０２の間に配置される。ルーフパネル１１１は、図１において一点鎖線で示されている。ルーフパネル１１１は、鋼板製パネル等で作られ、板状をなす。ルーフパネル１１１には、車両前後方向に延びる凹ライン１１２が、車幅方向に見て左右対称となる二箇所に並べて設けられる。凹ライン１１２は、図１において点線で示されている。このようなルーフパネル１１１は、「パゴダルーフ」と呼ばれることがある。

図４は、図１の符号Ｃで示す円内の拡大図である。図５は、図４のＤ−Ｄ線断面図である。図６は、図１の符号Ｅで示す円内の拡大図である。図７は、図６のＦ−Ｆ線断面図である。図１、図３〜図７を参照する。車両ルーフ構造１０１は、接着部１１３を有する。接着部１１３は、図１に示すように、レインフォースメント１０３の上面で凹ライン１１２との交差箇所に設けられる。第１レインフォースメント１０３Ａ、第３レインフォースメント１０３Ｃ、第４レインフォースメント１０３Ｄ及び第５レインフォースメント１０３Ｅにおいて、接着部１１３は、車室内方向に凹ませるようにしてフランジ部１０３ｂに設けられた有底の注入溝１１３ａ（図３も参照）と、この注入溝１１３ａに注入される接着剤１１３ｂとからなる。第２レインフォースメント１０３Ｂにおいては、接着部１１３は、車室内方向に凹ませるようにして突出部１０３ｃに設けられた注入溝１１３ｃと、この注入溝１１３ｃに注入される接着剤１１３ｂとからなる。このようにして、いずれのレインフォースメント１０３においても、接着部１１３は、車両前後方向に二つ並び且つ車幅方向に二つ並んで、合計四箇所に設けられる。注入溝１１３ａ、１１３ｃは、レインフォースメントの幅方向（車両前後方向）の寸法が注入孔１１４ａ（後述）の直径と略同等で、レインフォースメントの長手方向（車幅方向）に線状に延びている。注入溝１１３ａ、１１３ｃに注入される接着剤１１３ｂの一例は、マスチック接着剤である。注入溝１１３ａ、１１３ｃへの接着剤１１３ｂの注入は、ロボット等の機械により行われる。

図１、図２及び図３を参照する。車両ルーフ構造１０１は、補助接着部１１４を有する。補助接着部１１４は、いずれのレインフォースメント１０３においても、車幅方向に並ぶ二つの接着部１１３の中間に設けられる。結果として、いずれのレインフォースメント１０３においても、補助接着部１１４が二箇所設けられる。第１レインフォースメント１０３Ａ、第３レインフォースメント１０３Ｃ、第４レインフォースメント１０３Ｄ及び第５レインフォースメント１０３Ｅにおいて、補助接着部１１４は、車室内方向に凹ませるようにしてフランジ部１０３ｂに設けられた円形形状で有底の注入孔１１４ａと、この注入孔１１４ａに注入される接着剤１１４ｂとからなる。第２レインフォースメント１０３Ｂにおいては、補助接着部１１４は、車室内方向に凹ませるようにして突出部１０３ｃに設けられた円形形状で有底の注入孔１１４ａと、この注入孔１１４ａに注入される接着剤１１４ｂとからなる。注入孔１１４ａに注入される接着剤１１４ｂの一例は、マスチック接着剤である。注入孔１１４ａへの接着剤１１４ｂの注入は、ロボット等の機械により行われる。補助接着部１１４の注入孔１１４ａに注入される接着剤１１４ｂは、接着部１１３の注入溝１１３ａ、１１３ｃに注入される接着剤１１３ｂよりも少量である。

上記のような車両ルーフ構造１０１は、接着部１１３の注入溝１１３ａ、１１３ｃに接着剤１１３ｂを注入し、補助接着部１１４の注入孔１１４ａに接着剤１１４ｂを注入し、凹ライン１１２を接着部１１３に一致させて、ルーフパネル１１１とレインフォースメント１０３とを接着して形成される。このとき、平面視において、接着部１１３の注入溝１１３ａ、１１３ｃは、図１に示すように、凹ライン１１２を車幅方向に跨ぐ。

車両ルーフ構造１０１を採用して製造された自動車は、走行すると、エンジンやトランスミッションの駆動による振動や、走行時にサスペンション等から入力される振動が、車両を構成するピラー等の各種の部材を伝ってルーフパネル１１１に入力される。ここで、パゴダルーフをはじめとする車両前後方向に延びる凹ライン１１２が設けられたルーフパネルでは、その形状ゆえにノーマルルーフパネルよりも振動しやすい。この点、本実施の形態では、接着部１１３が、振動を増幅させやすい凹ライン１１２を拘束し、ルーフパネル１１１で生じる振動を減衰させる。

ところで、補助接着部１１４が設けられる箇所は、車幅方向に見て、二つの接着部１１３の中間である。この箇所の近傍では、ルーフパネル１１１が、二つの接着部１１３により拘束されるがゆえに大きく振動する。この点、本実施の形態では、接着部１１３に拘束されるがゆえに大きく振動するルーフパネル１１１の一部の箇所が補助接着部１１４によって補助的に拘束され、ルーフパネル１１１の振動がさらに減衰する。なお、補助接着部１１４は、ルーフパネル１１１を補助的に拘束するものである。このため、補助接着部１１４の注入孔１１４ａに注入される接着剤１１４ｂは、接着部１１３の注入溝１１３ａ、１１３ｃに注入される接着剤１１３ｂよりも少量にして、接着剤の塗布作業を軽減することができる。無論、補助接着部１１４の注入孔１１４ａに注入される接着剤１１４ｂの量が、接着部１１３の注入溝１１３ａ、１１３ｃに注入される接着剤１１３ｂより多くてもよい。

このように、本実施の形態では、車両前後方向に延びる凹ライン１１２が設けられたルーフパネル１１１であるがゆえにルーフパネル１１１に生じる振動が、レインフォースメント１０３と凹ライン１１２との交差箇所に接着部１１３を設けてルーフパネル１１１とレインフォースメント１０３とを接着させることによって効率的に減衰される。このため、車両走行時の低燃費化に貢献し、且つ、剛性が高い車両ルーフ構造が実現される。

また、本実施の形態では、接着部１１３は、車幅方向に延びる線状をなし、凹ライン１１２を車幅方向に跨いでいる。このため、接着部１１３は、凹ライン１１２を中心としてルーフパネル１１１の下面を挟み込むように拘束し、ルーフパネル１１１での振動を大きく減衰させることができる。

また、本実施の形態では、補助接着部１１４が、車幅方向に並ぶ二つの接着部１１３の中間に設けられており、上記のように接着部１１３が凹ライン１１２の周辺を拘束するがゆえに大きく振動するルーフパネル１１１の一部の箇所の振動を効率的に吸収する。このため、ルーフパネル１１１での振動が、さらに減衰される。

上記の実施の形態の変形例を、図８及び図９に基づいて説明する。この場合、上記の実施の形態と同一の箇所には同一の符号を用い、説明を省略する。図８は、変形例における図１のＢ−Ｂ線断面図である。図９は、変形例における第３レインフォースメントの斜視図である。

変形例の接着部１１３は、図８及び図９に示すように、フランジ部１０３ｂから上方に押し出し形成された座部１１３ｄと、この座部１１３ｄに塗布される接着剤１１３ｂとからなる。なお、図８では第３レインフォースメント１０３Ｃを示したが、第１レインフォースメント１０３Ａ、第４レインフォースメント１０３Ｄ及び第５レインフォースメント１０３Ｅにおいても同様である。第２レインフォースメント１０３Ｂにおいては、接着部１１３の座部１１３ｄは、突出部１０３ｃに設けられる。座部１１３ｄへの接着剤１１３ｂの塗布は、ロボット等の機械により行われる。

変形例の補助接着部１１４は、フランジ部１０３ｂから上方に押し出し形成された座部１１３ｅと、この座部１１３ｅに塗布される接着剤１１４ｂとからなる。なお、図９では第３レインフォースメント１０３Ｃを示したが、第１レインフォースメント１０３Ａ、第４レインフォースメント１０３Ｄ及び第５レインフォースメント１０３Ｅにおいても同様である。第２レインフォースメント１０３Ｂにおいては、補助接着部１１４の座部１１３ｅは、突出部１０３ｃに設けられる。座部１１３ｅへの接着剤１１３ｂの塗布は、ロボット等の機械により行われる。

このような変形例においても、車両前後方向に延びる凹ライン１１２が設けられたルーフパネル１１１であるがゆえにルーフパネル１１１に生じる振動が、レインフォースメント１０３と凹ライン１１２との交差箇所に接着部１１３を設けてルーフパネル１１１とレインフォースメント１０３とを接着させることによって効率的に減衰される。このため、車両走行時の低燃費化に貢献し、且つ、剛性が高い車両ルーフ構造が実現される。

１０１車両ルーフ構造
１０２ルーフサイドレール
１０３レインフォースメント
１１１ルーフパネル
１１２凹ライン
１１３接着部
１１４補助接着部

Claims

車両前後方向に延びる左右一対のルーフサイドレールと、
前記一対のルーフサイドレールの間で車幅方向に延びるレインフォースメントと、
前記レインフォースメントの上方で前記一対のルーフサイドレールの間に位置し、車幅方向に見て左右に並ぶ二箇所に車両前後方向に延びる凹ラインが設けられたルーフパネルと、
前記レインフォースメントの上面で前記凹ラインとの交差箇所に設けられ、前記ルーフパネルと前記レインフォースメントとを接着する接着部と、
を備える車両ルーフ構造。
前記接着部は、車幅方向に延びる線状をなし、前記凹ラインを車幅方向に跨ぐ、
請求項１記載の車両ルーフ構造。
前記レインフォースメントにおいて車幅方向に並ぶ二つの前記交差箇所の中間に設けられ、前記ルーフパネルと前記レインフォースメントとを接着する補助接着部を更に備える、
請求項１又は２記載の車両ルーフ構造。
前記補助接着部に注入される接着剤の注入量が、前記接着部に注入される接着剤の注入量よりも少量である、
請求項３記載の車両ルーフ構造。