JP2015140151A - 車両外板支持構造 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易に、外板パネルの制振効果を維持しつつ、外板パネルの歪みを抑制することが可能な車両外板支持構造を得る。
【解決手段】傾斜面部３６はルーフパネル１４に対して傾斜配置されている。傾斜面部３６とルーフパネル１４の間には、マスチック接着剤４０が配置されている。マスチック接着剤４０は、傾斜面部３６と第１接着領域３５で接着されると共に、ルーフリインフォース３０と第２接着領域１５で接着され、ルーフパネル１４とルーフリインフォース３０とを接合している。
【選択図】図４

Description

本発明は、車両の外板パネルを車体骨格部材で支持する車両外板支持構造に関する。

車両のルーフパネル等の外板パネルは、車体骨格部材であるルーフサイドレールやルーフパネルリインフォースメント等で支持されており、当該支持構造について種々の技術が提案されている。近年、ルーフパネルには、軽量化のためにアルミ材等の軽量材が使用されることがある。その場合、熱膨張率が高くなるが、ルーフパネルと車体骨格部材との熱膨張率の違いが大きくなると、高温環境下の製造工程において（例えば、塗装乾燥焼き付け工程）、ルーフパネルの熱膨張によりルーフパネルと車体骨格部材との隙間が広がる。そして、その後に冷却されたときに、ルーフパネルが膨張状態から収縮するが、車体骨格部材との間に塗布されたマスチック接着剤から反発力を受けて、設定された元の位置へ戻ることができず、外板パネルに歪みが生じる可能性がある。

そこで、特許文献１では、ルーフボウとルーフパネルとの間にクリアランスを形成し、マスチック接着剤の厚みを確保してマスチック接着剤を弾性変形しやすくしている。このように、マスチック接着剤の厚みを確保することにより、製造工程において、ルーフパネルの熱膨張後の冷却で生じやすい熱歪みを抑制することが可能となると共に、支持対象であるルーフパネルの制振効果も得られる。しかしながら、ルーフボウとルーフパネルとの間のクリアランスを所望の間隔にすることは容易でなく製造誤差や組み付け誤差が生じやすい。これらの誤差が生じた場合には、マスチック接着剤が所望の厚みを超えて厚すぎたり薄すぎたりする。その結果、マスチック接着剤の性能が発揮されず、充分な制振効果を得られない可能性、或いは、製造工程における歪みを抑制することができない可能性がある。

特表２００８−１８９０６６号

本発明は上記事実を考慮し、簡易に、外板パネルの制振効果を確保しつつ、外板パネルの歪みを抑制することが可能な車両外板支持構造を得ることが目的である。

請求項１に記載の本発明に係る車両外板支持構造は、車両の外板を構成する外板パネルと、前記外板パネルの車両内側に配置され、前記外板パネルを支持する車体骨格部材と、前記車体骨格部材に形成され、前記外板パネルに対して傾斜して配置された傾斜面部と、前記傾斜面部と前記外板パネルの間に介在して前記傾斜面部と第１接着領域で接着されると共に前記外板パネルと第２接着領域で接着されて前記外板パネルと前記車体骨格部材とを接合し、前記第１接着領域と前記第２接着領域との間の中間部が前記第１接着領域の外縁及び前記第２接着領域の外縁よりも外側に膨らんだ接着剤と、を備えている。

請求項１に記載の本発明に係る車両外板支持構造では、外板パネルと車体骨格部材の傾斜面部との間に接着剤が介在している。具体的には、接着剤は、傾斜面部と第１接着領域で接着されると共に、外板パネルと第２接着領域で接着されて外板パネルと車体骨格部材とを接合している。ここで、傾斜面部は、外板パネルに対して傾斜配置されているので、接着剤の厚みの厚い部分と薄い部分とが形成され、全体として接着剤の圧縮率は平均化される。したがって、簡易に、外板パネルの歪みを抑制することができる。また、接着剤は、第１接着領域と第２接着領域との間の中間部が第１接着領域の外縁及び第２接着領域の外縁よりも外側に膨出しているので、接着剤の弾性力を確保して、外板パネルの制振効果を発揮させることができる。

請求項２に記載の本発明に係る車両外板支持構造は、前記傾斜面部に、前記外板パネルから遠ざかる向きに凹む凹部が形成されている、ものである。

請求項２に記載の本発明に係る車両外板支持構造では、傾斜面部に形成された凹部に接着剤が入り込む。したがって、接着剤を配置する際の液垂れを抑制することができると共に、凹部においても接着剤の厚みを厚くすることができる。

請求項３に記載の本発明に係る車両外板支持構造は、前記車体骨格部材は、断面がＵ字状の本体部と該本体部の両端から外側に延出されて前記外板パネルと対向して配置されるフランジ部とを有し、前記傾斜面部は、前記フランジ部と前記本体部とに跨って形成され、前記本体部へ近づくにつれて前記外板パネルから遠ざかるように傾斜している、ことを特徴とする。

請求項３に記載の本発明に係る車両外板支持構造では、接着剤の厚みは比較的大きな荷重を受ける傾斜面部の本体部側で厚くなる。したがって、断面がＵ字状の車体骨格部材を支持する際に、接着剤の減衰性能を発揮して、効果的に外板パネルを制振することができる。

請求項４に記載の本発明に係る車両外板支持構造は、前記外板パネルはルーフパネルであり、前記車体骨格部材はルーフリインフォースである、ことを特徴とする。

本発明に係る車両外板支持構造は、ルーフリインフォースによるルーフパネルの支持構造に、好適である。

請求項１に係る車両外板支持構造によれば、簡易に、外板パネルの制振効果を確保しつつ、外板パネルの歪みを抑制することができる。

請求項２に係る車両外板支持構造によれば、接着剤の液垂れを抑制することができると共に、凹部において接着剤の厚みを厚くして減衰性能を向上させることができる。

請求項３に係る車両外板支持構造によれば、効果的に外板パネルを制振することができる。

請求項４に係る車両外板支持構造によれば、簡易に、ルーフパネルの制振効果を維持しつつ、ルーフパネルの歪みを抑制することができる。

第１実施形態の車両上部を示す斜視図である。 図１のＡ−Ａ線に沿って切断したときのルーフリインフォースとルーフパネルの接合位置の縦断面図である。 第１実施形態のルーフリインフォースの傾斜面部付近の斜視図である。 ルーフパネルが通常位置に配置されている時における、図２の傾斜面部付近の拡大断面図である。 ルーフパネルが膨張位置に配置されている時における、図２の傾斜面部付近の拡大断面図である。 図２の断面部分におけるマスチック接着剤の位置と減衰力の関係を示すグラフである。 図２の断面部分におけるマスチック接着剤の位置と荷重の関係を示すグラフである。 第２実施形態のフロントサイドドアの側面図である。 図８のＢ−Ｂ線に沿って切断したときのフロントサイドドアの断面図である。 図９の剛性用リインフォースメントでの支持部分の拡大断面図である。 図９のインパクトビームでの支持部分の拡大断面図である。

［第１実施形態］

以下、図面を用いて、本発明に係る車両外板支持構造の実施形態について説明する。なお、図中に示される矢印ＵＰは車両上方側を示しており、矢印ＯＵＴは車両幅方向外側を示し、矢印ＦＲは車両前方側を示している。

図１には、本実施形態に係る車両外板支持構造が適用された車両の上部が斜視図で示されている。また、図２には、図１のＡ−Ａ線断面図が示されている。図１に示されるように、車両ルーフ１０は、キャビンを覆うルーフパネル１４及び車両幅方向の両サイドに設けられたルーフサイドレール１２を有している。ルーフサイドレール１２は、左右一対で車両前後方向に沿って配設されている。一対のルーフサイドレール１２間には、鋼板等の金属で形成されたフロントヘッダ２０、リアヘッダ２２、及びルーフリインフォース３０が、車両幅方向に沿って架け渡されている。フロントヘッダ２０は、車両前後方向の前端部に配置され、リアヘッダ２２は、車両前後方向の後端部に配置され、ルーフリインフォース３０は、フロントヘッダ２０とリアヘッダ２２の間に配置されている。

ルーフリインフォース３０は、断面が略ハット状とされ、図３にも示されるように、本体部３２、及びフランジ部３４を備えている。本体部３２は、断面が略Ｕ字状とされ、Ｕ字の底を形成する底部３２Ａ及び底部３２Ａの両端から立ち上がる側壁部３２Ｂを有し、Ｕ字の開放側をルーフパネル１４に向けて配置されている。底部３２Ａの幅方向中央には、上側に凸となる凸部３２Ｃが形成されている。

フランジ部３４は、本体部３２のＵ字の両端から外側へ各々延出され、ルーフパネル１４と対向配置されている。フランジ部３４には、傾斜面部３６が形成されている。傾斜面部３６は、車両幅方向に間隔をあけて複数形成されている。傾斜面部３６の詳細については後述する。

ルーフパネル１４は、車両幅方向両端から中央にかけて車両上側へ膨らむように湾曲した矩形状のパネルであり、キャビンを車両上方側から覆っている。ルーフパネル１４は、軽量材（アルミ製）で形成されている。ルーフパネル１４は、常温下で外力が作用していない状態においては、図４に示されるように、ルーフリインフォース３０のフランジ部３４との間隔がＳ１となる通常位置Ｐ１に配置されている。一方、例えば、塗装工程等における高温下では、図５に示されるように、フランジ部３４との間隔がＳ１よりも大きいＳ２となる膨張位置Ｐ２に配置される。

傾斜面部３６は、フランジ部３４と側壁部３２Ｂとに跨って形成され、フランジ部３４の端部側から側壁部３２Ｂの下方側にかけて傾斜させて形成されている。傾斜面部３６は、フランジ部３４の外側から側壁部３２Ｂに近づくにつれてルーフパネル１４から遠ざかるように、ルーフパネル１４に対して傾斜配置されている。傾斜面部３６の車両幅方向両側には、横壁３９が形成されている。なお、傾斜面部３６とルーフパネル１４とがなす角度θは、４５度程度とされている。また、傾斜面部３６は、平坦状であってもよいし、凸または凹に湾曲していてもよい。

傾斜面部３６の中央には、凹部３８が形成されている。凹部３８は、ルーフパネル１４と対向する側が凹むように（ルーフパネル１４から遠ざかる向きに凹むように）形成され、ルーフパネル１４と略平行となる対向面３８Ａを有している。

傾斜面部３６とルーフパネル１４の間には、マスチック接着剤４０が配置されている。マスチック接着剤４０は、凹部３８を埋めると共に凹部３８周りにも配置されている。マスチック接着剤４０は、傾斜面部３６と第１接着領域３５で接着すると共にルーフパネル１４と第２接着領域１５で接着している。これにより、マスチック接着剤４０は、ルーフパネル１４とルーフリインフォース３０とを接合しており、ルーフパネル１４はルーフリインフォース３０上に弾性的に支持されている。

図４に示されるように、マスチック接着剤４０は、ルーフパネル１４が通常位置Ｐ１に配置されている時には、ルーフパネル１４と傾斜面部３６との間で外側に膨出し、上下方向の断面が樽形状となっている。そして、マスチック接着剤４０の中間部４２（ルーフパネル１４と傾斜面部３６との間の中間部分）で水平方向の断面が最も大きい部分４２Ａが、第１接着領域３５の外縁及び第２接着領域１５の外縁の外側に配置されている。すなわち、マスチック接着剤４０は、第１接着領域３５の外縁及び第２接着領域１５の外縁から中間部４２の部分４２Ａへ向かうにつれて、第１接着領域３５の外縁及び第２接着領域１５の外縁よりも外側へ膨らむ形状となっている。マスチック接着剤４０は、傾斜面部３６の外側へはみ出すことなく配置されている。

図４に示すように、本実施形態のマスチック接着剤４０へのルーフパネル１４からの荷重の中心点をＭ０とし、ルーフリインフォース３０の本体部３２の底部３２Ａと側壁部３２Ｂの間の稜線部分を３２Ｒとし、３２ＲとＭ０の距離Ｌ０で示す。一方、従来技術のように、ルーフパネル１４と平行に配置されたフランジ部３４上にマスチック接着剤を配置した場合のマスチック接着剤へのルーフパネル１４からの荷重の中心点をＭ１とし、ルーフリインフォース３０の本体部３２の底部３２Ａと側壁部３２Ｂの間の稜線部分を３２Ｒとし、３２ＲとＭ１の距離Ｌ１で示す。距離Ｌ０は、距離Ｌ１よりも短くなっている。

図６には、図４の断面部分におけるマスチック接着剤４０の位置と減衰力の関係が示されている。ここでの減衰力は、マスチック接着剤４０の厚みに対応付けたものとしている。マスチック接着剤４０のフランジ部３４の端辺側４０Ａにおいては、マスチック接着剤４０の厚みが薄いため減衰力は小さく（Ｃ１）、本体部３２に近い側４０Ｂにおいては、マスチック接着剤４０の厚みが厚いため減衰力は大きく（Ｃ２）なっている。また、凹部３８に対応する部分において、マスチック接着剤４０の厚みが厚くなっているため、減衰力は大きくなっている。

次に、本実施形態の車両外板支持構造の作用効果について説明する。

ルーフリインフォース３０とルーフパネル１４とを接合する際には、ルーフリインフォース３０の傾斜面部３６にマスチック接着剤４０を塗布する。このとき、マスチック接着剤４０は、図４の二点鎖線で示されるように、山形とされている。ルーフパネル１４を組み付けることにより、マスチック接着剤４０は荷重を受けて外側へ膨らみ、断面樽型となる。

この状態で、塗装工程において塗装炉内に搬送されると、高温により熱膨張して、図５に示されるように、比較的厚みが薄く熱膨張率の高いアルミで形成されたルーフパネル１４が膨張位置Ｐ２に配置される。この時、マスチック接着剤４０は、ルーフパネル１４の移動に追随して伸張され、中間部４２がくびれるように変形し、熱硬化する。

塗装工程が終了して、常温に戻ると、ルーフパネル１４は膨張状態から収縮して通常位置Ｐ１へ戻る。この時、マスチック接着剤４０は、ルーフパネル１４の移動に追随して圧縮変形して断面樽型に戻り、ルーフパネル１４を弾性的に支持する。

図７には、図４の断面部分におけるマスチック接着剤４０の位置とルーフパネル１４に作用する荷重の関係が示されている。ここでの荷重は、マスチック接着剤４０の厚み対応付けたものとしている。マスチック接着剤４０のフランジ部３４の端辺側４０Ａにおいては、マスチック接着剤４０の厚みが薄いため荷重が大きく（Ｆ１）、本体部３２に近い側４０Ｂにおいては、マスチック接着剤４０の厚みが厚いため荷重が小さく（Ｆ２）なっている。また、凹部３８に対応する部分において、マスチック接着剤４０の厚みが厚くなっているため、荷重が小さくなっている。

本実施形態の車両外板支持構造では、傾斜面部３６にマスチック接着剤４０を配置することにより、ルーフパネル１４を支持するマスチック接着剤４０の厚みが位置によって変化している。したがって、マスチック接着剤４０の圧縮率は全体として平均化される。これにより、マスチック接着剤４０の厚みを所望の一定厚みに形成するという難しい調整を行うことなく、簡易にルーフパネル１４への荷重を低減することができる。また、マスチック接着剤４０の減衰力も平均化することができ、簡易にマスチック接着剤４０の性能を発揮させてルーフパネル１４に対する制振効果を向上させることができ、更に騒音の低減を図ることも可能となる。

また、本実施形態では、稜線部分３２Ｒとマスチック接着剤４０の荷重中心Ｍ０との距離Ｌ０が、従来の距離Ｌ１よりも短くなっている。マスチック接着剤４０を介してのルーフリインフォース３０への荷重入力により、稜線部分３２Ｒを中心とする回転モーメントが生じるが、モーメント長さに対応する距離Ｌ０が距離Ｌ１よりも短くなっているので、ルーフリインフォース３０に対する変形荷重を小さくすることができる。

なお、本実施形態では、傾斜面部３６に凹部３８を形成したが、凹部３８は必ずしも形成する必要はない。本実施形態のように凹部３８を形成することにより、傾斜面部３６にマスチック接着剤４０を塗布した後の液垂れを抑制することができる。また、凹部３８においてマスチック接着剤４０の厚みを厚くすることができ、凹部３８の深さや形状により、マスチック接着剤４０の圧縮率を調整することができる。

[第２実施形態]

次に、本発明に係る車両外板支持構造の第２実施形態について説明する。本実施形態では、車両外板支持構造がドアアウタパネルに適用された例について説明する。なお、第１実施形態と同様の部分には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

図８及び図９に示されるように、車両のフロントサイドドア５０は、車両の外板を構成するドアアウタパネル５２と、ドアアウタパネル５２よりも車両内側に配置されるドアインナパネル５１を備えている。ドアアウタパネル５２は、車両上下方向両端から中央にかけて車幅外側へ膨らむように湾曲した矩形状のパネルである。ドアアウタパネル５２の内面には、ドアベルトラインを補強するベルトラインリーンフォース５４が車両前後方向に沿って配設されている。また、ベルトラインリーンフォース５４の下方には、剛性用リインフォース５６が、車両前後方向に沿って配設されている。さらに、剛性用リインフォース５６の下方には、インパクトビーム６０が車両前後方向に沿って配設されている。

ベルトラインリーンフォース５４は、ドアアウタパネル５２の上端に配置され、ドアアウタパネル５２との間に閉断面を構成している。図９に示されるように、剛性用リインフォース５６は、断面が略ハット状とされ、本体部５７、及びフランジ部５８を備えている。本体部５７は、断面が略Ｕ字状とされ、Ｕ字の開放側をドアアウタパネル５２に向けて車両前後方向に配置されている。図１０にも示されるように、フランジ部５８は、本体部５７のＵ字の両端から外側へ延出されている。フランジ部５８は、ドアアウタパネル５２と対向配置されている。フランジ部５８には、第１実施形態と同様の傾斜面部３６、凹部３８が形成されている。傾斜面部３６は、車両前後方向に間隔をあけて複数形成されている。

インパクトビーム６０は、断面が円形状とされ、車両前後方向に間隔をあけて複数の傾斜面部６２が形成されている。図１１に示されるように、傾斜面部６２は、ドアアウタパネル５２側に面してドアアウタパネル５２に対して傾斜する平坦面で形成されている。傾斜面部６２には、ドアアウタパネル５２側に凹状となるように円形の内側に凹む凹部６３が形成されている。傾斜面部６２は、車両前後方向に間隔をあけてインパクトビーム６０に複数形成されている。

図１０に示されるように。ドアアウタパネル５２と傾斜面部３６の間には、第１実施形態と同様に、マスチック接着剤４０が配置されている。マスチック接着剤４０は、凹部３８を埋めると共に凹部３８周りにも配置されている。マスチック接着剤４０は、傾斜面部３６と第１接着領域３５で接着すると共にドアアウタパネル５２と第２接着領域５３で接着している。これにより、マスチック接着剤４０は、ドアアウタパネル５２と剛性用リインフォース５６とを接合しており、ドアアウタパネル５２は剛性用リインフォース５６に弾性的に支持されている。

マスチック接着剤４０は、ドアアウタパネル５２が通常位置Ｐ３に配置されている時には、ドアアウタパネル５２と傾斜面部３６との間で外側に膨出し、上下方向での断面が樽形状となっている。そして、マスチック接着剤４０の中間部４２（ドアアウタパネル５２と傾斜面部３６との間の中間部分）でドアアウタパネル５２に沿った方向の断面が最も大きい部分４２Ａが、第１接着領域３５の外縁及び第２接着領域５３の外縁の外側に配置されている。すなわち、マスチック接着剤４０は、第１接着領域３５の外縁及び第２接着領域５３の外縁から中間部４２の部分４２Ａへ向かうにつれて、第１接着領域３５の外縁及び第２接着領域５３の外縁よりも外側へ膨らむ形状となっている。マスチック接着剤４０は、傾斜面部３６の外側へはみ出すことなく配置されている。

ドアアウタパネル５２とインパクトビーム６０の傾斜面部６２との間には、マスチック接着剤７０が配置されている。マスチック接着剤７０は、凹部６３を埋めるように傾斜面部６２に配置されている。マスチック接着剤７０は、傾斜面部６２と第１接着領域６４で接着すると共にドアアウタパネル５２と第２接着領域６６で接着している。これにより、マスチック接着剤７０は、ドアアウタパネル５２とインパクトビーム６０とを接合している。

マスチック接着剤７０は、ドアアウタパネル５２が通常位置Ｐ３に配置されている時には、ドアアウタパネル５２と傾斜面部６２との間で外側に膨出し、上下方向での断面が樽形状となっている。そして、マスチック接着剤７０の中間部７２（ドアアウタパネル５２と傾斜面部６２との間の中間部分）でドアアウタパネル５２に沿った方向の断面が最も大きい部分７２Ａが、第１接着領域６４の外縁及び第２接着領域６６の外縁の外側に配置されている。すなわち、マスチック接着剤７０は、第１接着領域６４の外縁及び第２接着領域６６の外縁から中間部７２の部分７２Ａへ向かうにつれて、第１接着領域６４の外縁及び第２接着領域６６の外縁よりも外側へ膨らむ形状となっている。マスチック接着剤７０は、傾斜面部６２の外側へはみ出すことなく配置されている。

本実施形態の車両外板支持構造においても、ドアアウタパネル５２を支持するマスチック接着剤４０、７０の厚みが位置によって変化している。したがって、マスチック接着剤４０、７０の圧縮率は全体として平均化される。これにより、マスチック接着剤４０、７０の厚みを所望の一定厚みに形成するという難しい調整を行うことなく、簡易にドアアウタパネル５２への荷重を低減することができる。また、マスチック接着剤４０、７０の減衰力も平均化することができ、ドアアウタパネル５２に対する制振効果を向上させることができると共に騒音の低減を図ることも可能となる。

なお、上記第１、第２実施形態では、各々ルーフパネル、ドアアウタパネルを支持する構成を外板パネルの例として本発明を説明したが、本発明に係る車両外板支持構造は、他の外板パネルに適用することもできる。例えば、エンジンフードのアウタパネル、バックドアのアウタパネル、ラゲージドアのアウタパネル等の、マスチック接着剤を使用するものに適用することができる。

１４ ルーフパネル（外板パネル）
１５ 第２接着領域
３０ ルーフリインフォース（車体骨格部材）
３２Ｂ 側壁部
３２Ａ 底部
３２ 本体部
３４ フランジ部
３５ 第１接着領域
３６ 傾斜面部
３８ 凹部
４０ マスチック接着剤（接着剤）
４２ 中間部
５２ ドアアウタパネル（外板パネル）
５３ 第２接着領域
５６ 剛性用リインフォース（車体骨格部材）
５７ 本体部
５８ フランジ部
６０ インパクトビーム（車体骨格部材）
６２ 傾斜面部
６３ 凹部
６４ 第１接着領域
６６ 第２接着領域
７０ マスチック接着剤
７２ 中間部

Claims (4)

1. 車両の外板を構成する外板パネルと、
   前記外板パネルの車両内側に配置され、前記外板パネルを支持する車体骨格部材と、
   前記車体骨格部材に形成され、前記外板パネルに対して傾斜して配置された傾斜面部と、
   前記傾斜面部と前記外板パネルの間に介在して前記傾斜面部と第１接着領域で接着されると共に前記外板パネルと第２接着領域で接着されて前記外板パネルと前記車体骨格部材とを接合し、前記第１接着領域と前記第２接着領域との間の中間部が前記第１接着領域の外縁及び前記第２接着領域の外縁よりも外側に膨らんだ接着剤と、
   を備えた車両外板支持構造。
2. 前記傾斜面部には、前記外板パネルから遠ざかる向きに凹む凹部が形成されている、請求項１に記載の車両外板支持構造。
3. 前記車体骨格部材は、断面がＵ字状の本体部と該本体部の両端から外側に延出されて前記外板パネルと対向して配置されるフランジ部とを有し、
   前記傾斜面部は、前記フランジ部と前記本体部とに跨って形成され、前記本体部へ近づくにつれて前記外板パネルから遠ざかるように傾斜している、ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両外板支持構造。
4. 前記外板パネルはルーフパネルであり、前記車体骨格部材はルーフリインフォースである、ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両外板支持構造。

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