JP2014141220A - 車両用ルーフ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】車体重量を増加することなく、ルーフの面剛性を向上させることができ、且つ、サイドパネルとの溶接による接合を可能とする車両用ルーフ及びその製造方法を提供する。
【解決手段】車両用ルーフ１０は、ルーフパネル１１と、ルーフパネル１１を補強する補強部材としてのスティフナー１２と、を備える。スティフナー１２は、ルーフパネル１１の車幅方向両端部に設けられて、サイドパネル１５，１６に接合される金属製スティフナー４０と、車幅方向に延設されてルーフパネル１１に接合され、両端部に金属製スティフナー４０が嵌合する樹脂製スティフナー３０とを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車などの車両に使用される車両用ルーフ及びその製造方法に関し、詳細には、軽量化を図ると共に剛性が強化された車両用ルーフ及びその製造方法に関する。

従来、自動車などのルーフパネルの車室内側に、補強材として断面コ字状のスティフナーを車幅方向に設け、ルーフの面剛性を確保するようにした車両用ルーフが開示されている。この車両用ルーフは、鋼鉄製スティフナーのフランジ部をルーフパネルの内面に接着すると共に、スティフナーの端部に設けられた取付フランジを、アウターパネルとインナーパネルの接合部である接合フランジ部と、ルーフパネルとで挟持して接合している（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００３‐１１２６５５号公報

ところで、特許文献１に記載の車両用ルーフでは、ルーフパネルの車室内側に接合された鋼鉄製のスティフナーを、アウターパネルとインナーパネルの接合部に溶接などにより接合して、ルーフパネルからスティフナーにかかる荷重を確実に車体フレームで荷重分担している。しかしながら、スティフナーが鋼鉄製であることから車体重量の増加が避けられず、近年強く要求されている低燃費化が達成し難い問題があり、改善の余地があった。

本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、車体重量を増加することなく、ルーフの面剛性を向上させることができ、且つ、サイドパネルとの溶接による接合を可能とする車両用ルーフ及びその製造方法を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、
ルーフパネル（例えば、後述の実施形態におけるルーフパネル１１）と、該ルーフパネルを補強する補強部材（例えば、後述の実施形態のスティフナー１２）と、を備える車両用ルーフであって、
前記補強部材は、
該ルーフパネルの車幅方向両端部に設けられ、サイドパネル（例えば、後述の実施形態におけるサイドパネル１５，１６）に接合される金属製補強部材（例えば、後述の実施形態における金属製スティフナー４０）と、
車幅方向に延設して前記ルーフパネルに接合され、両端部に前記金属製補強部材が嵌合する樹脂製補強部材（例えば、後述の実施形態における樹脂製スティフナー３０）と、
を有することを特徴とする。

請求項２に係る発明は、請求項１の構成に加えて、
前記金属製補強部材は、板状に形成されて前記サイドパネルに接合される接合部（例えば、後述の実施形態における接合部４１）と、前記接合部に連続して形成された断面略コの字型の連結部（例えば、後述の実施形態における連結部４２）と、を有し、
前記樹脂製補強部材は、両端部が前記連結部で覆われることを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項１の構成に加えて、
前記金属製補強部材は、板状に形成されて前記サイドパネルに接合される接合部（例えば、後述の実施形態における接合部４１）と、前記接合部に連続して形成された連結部（例えば、後述の実施形態における連結部４２）と、を有し、
前記樹脂製補強部材は、少なくとも両端部に、前記金属製補強部材が挿入可能な中空部（例えば、後述の実施形態における嵌合孔３３）を有し、前記中空部に前記連結部が嵌合することを特徴とする。

請求項４に係る発明は、請求項１〜３のいずれかの構成に加えて、
前記樹脂製補強部材は、前記ルーフパネルとの当接部（例えば、後述の実施形態における当接部３２）に磁性体を含有する熱可塑性樹脂を有することを特徴とする。

請求項５に係る発明は、
ルーフパネル（例えば、後述の実施形態におけるルーフパネル１１）と、該ルーフパネルを補強する補強部材（例えば、後述の実施形態のスティフナー１２）と、を備え、該補強部材は、前記ルーフパネルの車幅方向両端部に設けられ、サイドパネル（例えば、後述の実施形態におけるサイドパネル１５，１６）に接合される金属製補強部材（例えば、後述の実施形態における金属製スティフナー４０）と、車幅方向に延設して前記ルーフパネルに接合され、両端部に前記金属製補強部材が嵌合する樹脂製補強部材（例えば、後述の実施形態における樹脂製スティフナー３０）と、を有する車両用ルーフの製造方法であって、
前記ルーフパネルに前記樹脂製補強部材を接合する工程と、
前記樹脂製補強部材に前記金属製補強部材を嵌合させる工程と、
前記ルーフパネルと前記金属製補強部材と前記サイドパネルとを溶接する工程と、
を備えることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、補強部材は、ルーフパネルの車幅方向両端部に設けられて、サイドパネルに接合される金属製補強部材と、車幅方向に延設されてルーフパネルに接合され、両端部が金属製補強部材に嵌合する樹脂製補強部材と、を有するので、補強部材を軽量化しつつ、ルーフの面剛性を向上させることができる。また、ルーフパネルの車幅方向両端部には金属製補強部材が配置されるので、ルーフを軽量化しつつも、サイドパネルとの溶接による接合が可能であり、製造工程が煩雑となるのを抑制することができる。

請求項２の発明によれば、金属製補強部材は、板状に形成されてサイドパネルに接合される接合部と、接合部に連続して形成された断面略コの字型の連結部と、を有し、樹脂製補強部材の両端部が断面略コの字型の連結部で覆われるので、金属製補強部材と樹脂製補強部材とを強固に連結することができ、これにより、ルーフパネルにかかる荷重を確実にサイドパネルで支持することができる。

請求項３の発明によれば、樹脂製補強部材は、金属製補強部材が挿入可能な中空部を両端部に有するので、金属製補強部材を樹脂製補強部材の中空部に嵌合することにより、金属製補強部材と樹脂製補強部材とを仮止めすることができ、組付けが容易となる。また、金属製補強部材と樹脂製補強部材とを強固に連結することができる。

請求項４の発明によれば、樹脂製補強部材は、ルーフパネルとの当接部に磁性体を含有する熱可塑性樹脂を有するので、誘導加熱により当接部をルーフパネルに溶着させることができ、簡単、且つ確実にルーフパネルに接合することができる。また、当接部を誘導加熱すればよいので、ルーフパネルを加熱する必要がなく、ルーフパネルの熱変形を抑制することができる。

請求項５の発明によれば、ルーフパネルに樹脂製補強部材を接合する工程と、樹脂製補強部材に金属製補強部材を嵌合させる工程と、ルーフパネルと金属製補強部材とサイドパネルとを溶接する工程と、により車両用ルーフを製造することができるので、軽量且つ面剛性の高いルーフを容易に製造することができる。

本発明に係る第１実施形態の車両用ルーフが適用された車体の要部斜視図である。 図１におけるＡ−Ａ線断面図である。 金属製補強部材と樹脂製補強部材との嵌合部を示す拡大斜視図である。 ルーフパネルに補強部材を接合する手順を示す説明図である。 本発明に係る第２実施形態の車両用ルーフの要部斜視図である。 本発明に係る第３実施形態の車両用ルーフの要部断面図である。

以下、本発明の実施の形態を、添付図面に基づいて説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
（第１実施形態）

図１及び図２に示すように、本実施形態の車両用ルーフ１０は、金属薄板からなるルーフパネル１１と、このルーフパネル１１の車室内側に接合されてルーフパネル１１の剛性を補強する補強部材としてのスティフナー１２と、を備えている。車両用ルーフ１０は、車体フレーム１７の上部に設けられたルーフ開口部１８に、溶接などにより取り付けられている。車体フレーム１７は、車体を構成する前後フレーム１３，１４及び左右のサイドパネル１５，１６からなる。

ルーフパネル１１の前部は、側面視において徐々に下方に曲がるように形成された湾曲部１１ａであり、ルーフパネル１１の後部は、側面視において平坦に形成された平坦部１１ｂである。また、ルーフパネル１１の前後縁には、前後フレーム１３，１４にそれぞれ接合される前後取付フランジ１９，２０が設けられ、ルーフパネル１１の左右側縁には、左右のサイドパネル１５，１６にそれぞれ接合される左右取付フランジ２１，２２が設けられている。

スティフナー１２は、車幅方向に延設され、ルーフパネル１１の平坦部１１ｂの車室内側の３箇所に設けられている。各スティフナー１２の両端部は、ルーフパネル１１の左右取付フランジ２１，２２と、左右のサイドパネル１５，１６とで挟持されて取り付けられている。

詳細には、図３に示すように、スティフナー１２は、断面略矩形の棒状に形成された樹脂製スティフナー３０と、この樹脂製スティフナー３０の両端部に嵌合する金属製スティフナー４０と、からなる。

樹脂製スティフナー３０は、例えば、グラスファイバーを２０質量％含有するナイロン６等の熱可塑性樹脂からなる補強部３１と、磁性体を含有する当接部３２との二層構造からなる。補強部３１の両端部には、後述する金属製スティフナー４０の連結部４２が嵌合可能な断面矩形の嵌合孔３３が軸方向に設けられている。

当接部３２は、ルーフパネル１１との接合部であり、例えば、スチレン系エラストマー等の熱可塑性樹脂からなり、磁性体が分散されている。磁性体は、例えば、フェライト系ＳＵＳ、鉄鋼、軟鉄、鋼鉄、ニッケル等からなり、直径８０〜１５０μｍ、長さ１〜３ｍｍの繊維状であり、当接部３２に対して３０〜６０質量％含有されている。

当接部３２は、コイルなどの不図示の誘導加熱部に高周波等の電流を通電することで形成される磁束によって、磁性体に誘導電流を生起させ、誘導加熱により溶着可能に加熱される。樹脂製スティフナー３０は、車幅方向に延設され、当接部３２を誘導加熱することでルーフパネル１１の車室内側に溶着される。

なお、嵌合孔３３の長さは、連結部４２が嵌合するのに必要な長さがあればよく、貫通孔であっても、袋穴であってもよい。また、嵌合孔３３の断面形状は、矩形断面に限定されず、例えば、断面コの字型孔であってもよい。

金属製スティフナー４０は、平板状に形成された接合部４１と、接合部４１から延設された平板部の両側が直角に折り曲げられて断面略コの字型に形成された連結部４２と、を備える。

金属製スティフナー４０は、断面略コの字型の連結部４２が樹脂製スティフナー３０の嵌合孔３３に嵌合すると共に、平板状の接合部４１が、ルーフパネル１１の左右取付フランジ２１，２２と、左右のサイドパネル１５，１６とで挟持され、溶接されて固定されている（図２参照）。

図４はルーフパネル１１にスティフナー１２を接合する手順を示す説明図である。先ず、図４（ａ）に示すルーフパネル１１を準備し、ルーフパネル１１の車室内側を上方に支持した状態で、樹脂製スティフナー３０の当接部３２を誘導加熱により加熱して、ルーフパネル１１の平坦部１１ｂの車室内側に溶着させる（図４（ｂ））。なお、樹脂製スティフナー３０は、接着剤により接着・固定することもできる。

次いで、図４（ｃ）に示すように、ルーフパネル１１を裏返して、ルーフパネル１１の車室内側を下方に支持した状態で、金属製スティフナー４０の断面略コの字型の連結部４２を、樹脂製スティフナー３０の両端部に形成された嵌合孔３３に嵌合させて連結した後、図２及び図４（ｄ）に示すように、金属製スティフナー４０の接合部４１を、ルーフパネル１１の左右取付フランジ２１，２２と、左右のサイドパネル１５，１６とで挟持して溶接固定する。

以上説明したように、本実施形態に係る車両用ルーフ１０によれば、スティフナー１２は、ルーフパネル１１の車幅方向両端部に設けられて、サイドパネル１５，１６に接合される金属製スティフナー４０と、車幅方向に延設されてルーフパネル１１に接合され、両端部が金属製スティフナー４０に嵌合する樹脂製スティフナー３０と、からなるので、スティフナー１２を軽量化しつつ、車両用ルーフ１０の面剛性を向上させることができる。また、ルーフパネル１１の車幅方向両端部には金属製スティフナー４０が配置されるので、スティフナー１２を軽量化しつつも、サイドパネル１５，１６との溶接による接合が可能であり、製造工程の煩雑となるのを抑制することができる。

また、樹脂製スティフナー３０は、金属製スティフナー４０が挿入可能な嵌合孔３３を両端部に備えるので、金属製スティフナー４０を樹脂製スティフナー３０の嵌合孔３３に嵌合することにより、金属製スティフナー４０と樹脂製スティフナー３０とを仮止めすることができ、組付けが容易となる。また、金属製スティフナー４０と樹脂製スティフナー３０とを強固に連結することができる。

また、樹脂製スティフナー３０は、ルーフパネル１１との当接部に磁性体を含有する当接部３２を有するので、誘導加熱により当接部３２をルーフパネル１１に溶着可能に加熱することができ、簡単、且つ確実にルーフパネル１１に接合することができる。

また、ルーフパネル１１に樹脂製スティフナー３０を接合する工程と、樹脂製スティフナー３０に金属製スティフナー４０を嵌合させる工程と、ルーフパネル１１と金属製スティフナー４０とサイドパネル１５，１６とを溶接する工程と、により車両用ルーフ１０を製造することができるので、軽量且つ面剛性の高い車両用ルーフ１０を容易に製造することができる。

（第２実施形態）
図５は、本発明の第２実施形態に係る車両用ルーフの要部斜視図である。
本実施形態の車両用ルーフ１０Ａは、樹脂製スティフナー３０の両端部に嵌合孔３３が形成されておらず、両端部が断面略コの字型の連結部４２で外側から覆われて連結されている。その他の部分については、本発明の第１実施形態の車両用ルーフ１０と同様であるので、同一部分には同一符号又は相当符号を付して説明を簡略化又は省略する。

このルーフパネル１１にスティフナー１２を接合する手順を図４を参照しながら説明する。先ず、図４（ａ）に示すルーフパネル１１を準備し、ルーフパネル１１の車室内側を上方に支持した状態で、樹脂製スティフナー３０の当接部３２を誘導加熱により加熱して、ルーフパネル１１の平坦部１１ｂの車室内側に溶着させる（図４（ｂ））。なお、樹脂製スティフナー３０は、接着剤により接着・固定することもできる。

次いで、図４（ｃ）に示すように、ルーフパネル１１を裏返して、ルーフパネル１１の車室内側を下方に支持した状態で、金属製スティフナー４０の断面略コの字型の連結部４２を、樹脂製スティフナー３０の両端部の外側から覆うように嵌合させて、金属製スティフナー４０の接合部４１を左右取付フランジ２１，２２に接着剤等で仮止めした後、図５及び図４（ｄ）に示すように、金属製スティフナー４０の接合部４１を、ルーフパネル１１の左右取付フランジ２１，２２と、左右のサイドパネル１５，１６とで挟持して溶接固定する。

以上説明したように、本実施形態に係る車両用ルーフ１０Ａによれば、スティフナー１２は、金属製スティフナー４０は、板状に形成されてサイドパネル１５，１６に接合される接合部４１と、接合部４１に連続して形成された断面略コの字型の連結部４２と、を有し、樹脂製スティフナー３０の両端部が断面略コの字型の連結部４２で覆われるので、金属製スティフナー４０と樹脂製スティフナー３０とを強固に連結することができ、これにより、ルーフパネル１１にかかる荷重を確実にサイドパネル１５，１６で支持することができる。また、樹脂製スティフナー３０に特別な加工をする必要がなく、製造が容易である。

（第３実施形態）
図６は、本発明の第３実施形態に係る車両用ルーフの要部斜視図である。
本実施形態の車両用ルーフ１０Ｂでは、金属製スティフナー４０が、平板状に形成された接合部４１と、接合部４１から延設されたそれぞれ断面略コの字型に形成された２つの連結部４２と、を有し、２つの連結部４２が連続して形成されることで断面略Ｍの字型を有している。そして、車両用ルーフ１０Ｂは、２つの連結部４２に、それぞれ樹脂製スティフナー３０の両端部が、嵌合している以外、本発明の第２実施形態の車両用ルーフと同様である。

尚、本発明は、前述した各実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。例えば、金属製スティフナー４０の形状は、上記実施形態に限定されるものではなく、溶接により接合できるものであれば任意の形状を採用することができる。また、樹脂製スティフナー３０についても、任意の形状を採用することができる。

１０ 車両用ルーフ
１１ ルーフパネル
１２ スティフナー（補強部材）
１５，１６ サイドパネル
３０ 樹脂製スティフナー（樹脂製補強部材）
３２ 当接部
３３ 嵌合孔（中空部）
４０ 金属製スティフナー（金属製補強部材）
４１ 接合部
４２ 連結部

Claims (5)

1. ルーフパネルと、該ルーフパネルを補強する補強部材と、を備える車両用ルーフであって、
   前記補強部材は、
   該ルーフパネルの車幅方向両端部に設けられ、サイドパネルに接合される金属製補強部材と、
   車幅方向に延設して前記ルーフパネルに接合され、両端部に前記金属製補強部材が嵌合する樹脂製補強部材と、
   を有することを特徴とする車両用ルーフ。
2. 前記金属製補強部材は、板状に形成されて前記サイドパネルに接合される接合部と、前記接合部に連続して形成された断面略コの字型の連結部と、を有し、
   前記樹脂製補強部材は、両端部が前記連結部で覆われることを特徴とする請求項１に記載の車両用ルーフ。
3. 前記金属製補強部材は、板状に形成されて前記サイドパネルに接合される接合部と、前記接合部に連続して形成された連結部と、を有し、
   前記樹脂製補強部材は、少なくとも両端部に、前記金属製補強部材が挿入可能な中空部を有し、前記中空部に前記連結部が嵌合することを特徴とする請求項１に記載の車両用ルーフ。
4. 前記樹脂製補強部材は、前記ルーフパネルとの当接部に磁性体を含有する熱可塑性樹脂を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両用ルーフ。
5. ルーフパネルと、該ルーフパネルを補強する補強部材と、を備え、該補強部材は、前記ルーフパネルの車幅方向両端部に設けられ、サイドパネルに接合される金属製補強部材と、車幅方向に延設して前記ルーフパネルに接合され、両端部に前記金属製補強部材が嵌合する樹脂製補強部材と、を有する車両用ルーフの製造方法であって、
   前記ルーフパネルに前記樹脂製補強部材を接合する工程と、
   前記樹脂製補強部材に前記金属製補強部材を嵌合させる工程と、
   前記ルーフパネルと前記金属製補強部材と前記サイドパネルとを溶接する工程と、
   を備えることを特徴とする車両用ルーフの製造方法。

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