JP2021062848A - Resin window structure - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、樹脂ウインドウ構造に関する。樹脂ウインドウ構造は、例えば自動車等の車両に用いられる。 The present invention relates to a resin window structure. The resin window structure is used for vehicles such as automobiles.
近年、車両の軽量化を図るために例えばルーフに、鋼板や板ガラスに代えて樹脂パネルを有する樹脂ウインドウが用いられる。樹脂パネルは、下記の特許文献等に開示されている。特許文献1に開示された樹脂製のルーフパネルには、溝形状の脆弱部が設けられる。この脆弱部は、ルーフパネルが熱膨張によって変形することを許容しつつ、騒音や振動に対する耐性(NV性能)を高める。
In recent years, in order to reduce the weight of a vehicle, for example, a resin window having a resin panel instead of a steel plate or flat glass is used for a roof. The resin panel is disclosed in the following patent documents and the like. The resin roof panel disclosed in
特許文献2の樹脂製のルーフパネルは、外周部下面がウレタン接着剤を用いてルーフサイドレールに接着される。特許文献3の樹脂製のルーフパネルは、室内側に締結されるサンシェードハウジングの締結部位に板ばねが介在される。板ばねは、ルーフパネルの熱膨張時に上方へ膨れ上がることを許容する。特許文献4の樹脂製のルーフパネルは、周縁部に厚肉部を有する。この厚肉部の内周側傾斜面がルーフサイドレールに対して接着される。これにより厚肉部は、ルーフパネルの変形を抑制しつつ、ボディ全体の捩り剛性の低下を抑制する。
In the resin roof panel of
しかし、樹脂パネルは、熱膨張によって面方向に変位するため、面方向に隣接する隣接部材との間に干渉を回避するために必要な幅の隙間を設定する必要がある。必要な幅の隙間が確保されていないと、樹脂パネルが熱膨張により隣接部材に当たり、隣接部材を変形させる場合がある。例えば隣接部材がプロジェクトマッピングに利用される部材である場合、隣接部材の変形により写し出される画像にゆがみが生じる。このため、樹脂パネルの端部と、隣接部材との間の隙間は大きめに設定される。大きな隙間は樹脂ウインドウの周囲の見栄えを損なう。 However, since the resin panel is displaced in the surface direction due to thermal expansion, it is necessary to set a gap having a width required to avoid interference with adjacent members adjacent in the surface direction. If a gap having a required width is not secured, the resin panel may hit an adjacent member due to thermal expansion and deform the adjacent member. For example, when the adjacent member is a member used for project mapping, the image projected due to the deformation of the adjacent member is distorted. Therefore, the gap between the end portion of the resin panel and the adjacent member is set to be large. Large gaps spoil the appearance around the resin window.
そこで、樹脂パネルと樹脂パネルに隣接する部材との間の隙間を極力小さくする構造が従来必要とされている。 Therefore, a structure that minimizes the gap between the resin panel and the member adjacent to the resin panel has been conventionally required.
本開示の1つの特徴によると、樹脂ウインドウ構造は、樹脂パネルと、樹脂パネルによって塞がれる開口部を有するボディと、ボディに配設され、樹脂パネルに対して面方向に隙間を有して隣接する隣接部材を有する。樹脂パネルは、ボディに締結される一端部と他端部と、一端部と他端部の間に位置する薄肉領域と、薄肉領域と一端部との間、及び薄肉領域と他端部との間において薄肉領域よりも厚みが大きい本体領域を有する。 According to one feature of the present disclosure, the resin window structure is disposed in the resin panel, a body having an opening closed by the resin panel, and a gap in the surface direction with respect to the resin panel. It has adjacent adjacent members. The resin panel has one end and the other end fastened to the body, a thin-walled region located between one end and the other end, a thin-walled region and one end, and a thin-walled region and the other end. It has a main body region that is thicker than the thin-walled region between them.
従って、樹脂パネルの中央部に位置する薄肉領域が端部側の本体領域よりも薄肉化されている。これにより、樹脂パネルの主として熱膨張による面方向の変位は、中央部が厚み方向上方又は下方へ撓むことでなされる。その結果、本体領域及び端部の面方向への変位を小さくすることができる。従って、樹脂パネルの端部と、隣接する隣接部材との間の隙間を小さく設定して、樹脂ウインドウの端部(見切り部)の見栄えを良くすることができる。 Therefore, the thin-walled region located in the central portion of the resin panel is thinner than the main body region on the end side. As a result, the displacement of the resin panel in the surface direction mainly due to thermal expansion is performed by bending the central portion upward or downward in the thickness direction. As a result, the displacement of the main body region and the end portion in the surface direction can be reduced. Therefore, the gap between the end portion of the resin panel and the adjacent adjacent member can be set small to improve the appearance of the end portion (parting portion) of the resin window.
本開示の他の特徴によると、薄肉領域は、本体領域から薄肉領域の中央部に向けて徐々に厚みが小さくなる。従って、樹脂パネルの端部から中央部に向けて厚みが連続的に小さくなることで、中央の薄肉領域とその周囲の本体領域が配置される。 According to other features of the present disclosure, the thin-walled region gradually decreases in thickness from the main body region toward the central portion of the thin-walled region. Therefore, the thickness is continuously reduced from the edge portion to the central portion of the resin panel, so that the central thin-walled region and the surrounding main body region are arranged.
これにより、樹脂パネルの熱膨張時には、端部から中央部に至るほぼ全領域で上方へ撓んで面方向の変位が吸収される。熱膨張時における樹脂パネルの端部の変位が抑制されて、隣接部材との間の隙間の変化を実質的に排除できる。これにより、樹脂パネルと隣接部材との間の面方向の隙間を小さく設定して見切り部の見栄えを良くすることができる。厚みの薄肉化は、中央部に向けて連続的に薄肉化する構成とする他、段階的に薄肉化する構成としてよい。連続的に薄肉化した構成の場合は、撓む際の応力集中を避けることができる。段階的に薄肉化した構成の場合は、樹脂パネルを厚み方向に所望の形状に変形させやすい。 As a result, when the resin panel is thermally expanded, it bends upward in almost the entire region from the end to the center to absorb the displacement in the plane direction. The displacement of the end portion of the resin panel during thermal expansion is suppressed, and the change in the gap between the resin panel and the adjacent member can be substantially eliminated. As a result, the gap in the surface direction between the resin panel and the adjacent member can be set small to improve the appearance of the parting portion. The thickness may be thinned continuously toward the center, or may be gradually thinned. In the case of a continuously thinned structure, stress concentration at the time of bending can be avoided. In the case of a structure in which the wall thickness is gradually reduced, the resin panel can be easily deformed into a desired shape in the thickness direction.
本開示の他の特徴によると、樹脂パネルの内面と外面がそれぞれ曲率を有し、内面の曲率は、外面に対して厚み方向の距離を一定とする曲率よりも大きな曲率を有する樹脂ウインドウ構造である。従って、樹脂パネルが常態において全体として外面側に膨らむ方向に緩やかに湾曲している場合に、内面側の曲率がより大きく設定されて、中央部に薄肉領域が形成される。換言すると、例えば内面に凹部が形成される。これにより、樹脂パネルは熱膨張時に外面側にさらに撓んで端部及び本体領域の面方向の変位が抑制される。 According to another feature of the present disclosure, the inner surface and the outer surface of the resin panel each have a curvature, and the curvature of the inner surface is a resin window structure having a curvature larger than the curvature that keeps the distance in the thickness direction constant with respect to the outer surface. is there. Therefore, when the resin panel is gently curved in the direction of swelling to the outer surface side as a whole in the normal state, the curvature on the inner surface side is set to be larger, and a thin-walled region is formed in the central portion. In other words, for example, a recess is formed on the inner surface. As a result, the resin panel further bends toward the outer surface during thermal expansion, and displacement of the end portion and the main body region in the surface direction is suppressed.
本開示の他の特徴によると、樹脂パネルの一端部と他端部は、樹脂製の接着剤によってボディに締結される。樹脂製の接着剤は、樹脂パネルが厚み方向に傾くことを許容するように弾性変形する。従って、樹脂パネルの厚み方向への傾きが無理なくなされて、面方向への変位の抑制が確実になされる。また、樹脂パネルの一端部と他端部の面方向の変位が抑制されることで、樹脂製の接着剤の劣化が抑制される。従って、樹脂パネルのボディに対する締結強度が維持される。樹脂製の接着剤には、ウレタン接着剤を用いることができる。 According to another feature of the present disclosure, one end and the other end of the resin panel are fastened to the body with a resin adhesive. The resin adhesive is elastically deformed to allow the resin panel to tilt in the thickness direction. Therefore, the resin panel is reasonably tilted in the thickness direction, and the displacement in the surface direction is surely suppressed. Further, by suppressing the displacement of one end and the other end of the resin panel in the surface direction, deterioration of the resin adhesive is suppressed. Therefore, the fastening strength of the resin panel to the body is maintained. A urethane adhesive can be used as the resin adhesive.
次に、本発明の実施形態を図1〜図6に基づいて説明する。図1,2に示すように以下説明する実施形態では、車両ボディ1のルーフ2に設けた樹脂ウインドウ3を例示する。樹脂ウインドウ3は、樹脂パネル10を有している。ルーフ2に設けた開口部4が樹脂パネル10により塞がれている。
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 6. As shown in FIGS. 1 and 2, in the embodiment described below, the
樹脂パネル10の端部は、開口部4の周縁部(車両ボディ1)に対してウレタン接着剤9で接着されている。開口部4は、車両ボディ1に配設された前部のフロントヘッダ5、後部のリヤヘッダ6、左右のルーフサイドレール7、8で区画されている。図2,3に示すように樹脂パネル10の前端部(一端部)は、フロントヘッダ5のフランジ部5aに対してウレタン接着剤9で接着されている。図3に示すように樹脂パネル10の後端部(他端部)は、リヤヘッダ6のフランジ部6aに対してウレタン接着剤9で接着されている。
The end portion of the
樹脂パネル10は、ポリカーボネイト製の一体成形品で、黒色半透明の矩形平板形を有している。樹脂パネル10の厚み(板厚)は変化している。図2,3に示すように樹脂パネル10の厚みは、前後の端部から中央部に向けて小さくなっている。図2,3では、樹脂パネル10の前端部の厚みがt0で示され、前後方向の中央部の厚みがt1で示されている。従って、樹脂パネル10の厚みは、前後端部の厚みt0よりも、中央部の厚みt1が小さくなっている(t0>t1)。樹脂パネル10の厚みは、前後の端部から中央部に向けて連続的且つ徐々に小さくなっている。図2では、外面に対して厚み方向の距離を一定とする曲率の曲線が二点鎖線で示されている。内面の曲率は二点鎖線で示す曲率よりも大きくなっている。内面の曲率が外面の曲率よりも大きくされることで中央部に厚みt1の薄肉領域が設けられている。
The
なお、本明細書では、厚みt1が最も小さくなる中央部については、厳密に一点を指すのではなく、中央部を含む一定の領域(薄肉領域)との意味で用いる。薄肉領域よりも厚みが大きい外周側が本体領域に相当する。また、図2、3では、厚みの変化が誇張して示されているが、実際には前後方向約1400mmの大きさの樹脂パネル10で、端部の厚みt0が約5mm、中央部の厚みt1が約4.5mmに設定されて、約0.5mm(約10パーセント)の薄肉化が実施されている。第1実施形態では、樹脂パネル10の厚みは連続的に変化している。このため、薄肉領域と本体領域の境界は明確になっていない。
In the present specification, the central portion having the smallest thickness t1 is used to mean a certain region (thin-walled region) including the central portion, rather than strictly referring to one point. The outer peripheral side, which is thicker than the thin-walled region, corresponds to the main body region. Further, in FIGS. 2 and 3, the change in thickness is exaggerated, but in reality, the
樹脂パネル10の厚みは、前後方向の中央部(t1)で最も小さくなっている。第1実施形態の樹脂パネル10では、前後方向について厚みが変化し、左右方向については厚みは変化せず、均一になっている。
The thickness of the
第1実施形態では、樹脂パネル10の常態(熱伸縮が発生しない基準温度)において全体が外面側(上方)へ膨らむ方向に緩やか湾曲している場合に、外面の曲率よりも内面(室内側面)の曲率が大きく設定されることで、厚みが端部から中央部に向けて小さくなっている。
In the first embodiment, when the
以上例示した樹脂ウインドウ3によれば、樹脂パネル10の厚みは、前後端部から中央部に向けて連続的に小さくなって薄肉化されている。このため、図3において二点鎖線で示すように樹脂パネル10が熱膨張する際には、厚み方向上方へ膨らむように撓むことで面方向の変位が吸収される。逆に、樹脂パネル10は熱収縮する際には、厚み方向下方へ撓むことで面方向の変位が吸収される。
According to the
厚み方向に撓むことで熱伸縮による面方向の変位が吸収されることから、樹脂パネル10の前後端部の変位が小さくなる。従って、従来樹脂パネルの片側1mm程度の面方向の変位を吸収するために設定されていた隣接部材(フロントヘッダ5、リヤヘッダ6)との間の隙間5b,6bを小さくすることができる。
By bending in the thickness direction, the displacement in the surface direction due to thermal expansion and contraction is absorbed, so that the displacement of the front and rear ends of the
樹脂パネル10の前後の端部に隣接する隣接部材(フロントヘッダ5、リヤヘッダ6)との間の隙間5b,6bを小さくできることから、当該樹脂ウインドウ3の前後の見切り部の見栄えを良くすることができる。
Since the
また、樹脂製のウレタン接着剤9が弾性変形することで、樹脂パネル10の端部の厚み方向への傾き(撓み)が無理なく許容される。これによりウレタン接着剤9の劣化を抑制できる。さらに、樹脂パネル10の前後の端部の面方向の変位が抑制されることから、ウレタン接着剤9の弾性変位が小さくなることによってもその劣化を抑制することができる。ウレタン接着剤9の劣化が抑制されることで、樹脂パネル10の車両ボディ1に対する締結強度及びシール性が維持される。
Further, the elastic deformation of the
上記例示した実施形態には種々変更を加えることができる。例えば、図4には第2実施形態に係る樹脂パネル11が示されている。前記第1実施形態では、樹脂パネル10の前後方向の全領域について端部から中央部に向けて厚みを小さくする構成を例示した。第2実施形態では、樹脂パネル11の前後方向の全領域のうち、中央部を含む1/3の領域(中央領域11a)について中央部に向けて薄肉化(厚みt1)した構成となっている。
Various changes can be made to the above-exemplified embodiments. For example, FIG. 4 shows the
樹脂パネル11の前後方向全領域のうち、前側1/3の領域(前側領域11b)、後側1/3の領域(後側領域11c)については厚みt0を均一に設定してもよい。第2実施形態では、中央領域11aを薄肉領域とし、前側領域11bと後側領域11cを本体領域として設定することができる。
Of all the regions in the front-rear direction of the
第2実施形態に係る樹脂パネル11によっても、熱伸縮は主として中央領域11aが上下に撓み、これに付随して前側領域11bと後側領域11cが厚み方向に変位することによりなされる。これにより、前側領域11bと後側領域11cの面方向の変位が抑制される。従って、第2実施形態によっても、樹脂パネル11の前端部とフロントヘッダ5との間の隙間5b、後端部とリヤヘッダ6との間の隙間6bをそれぞれ小さく設定して、樹脂ウインドウ3の前後の見切り部の見栄えを良くすることができる。
Also in the
図5には、第3実施形態に係る樹脂パネル12が示されている。この樹脂パネル12は、前後方向(縦方向)と左右方向(横方向)の双方について厚みが中央部に向けて小さくなっている(t0>t1)。第3実施形態では、前後方向の全領域、左右方向の全領域のそれぞれについて連続的に厚みが中央部に向けて小さくなっている。
FIG. 5 shows the
第3実施形態に係る樹脂パネル12は、前後方向及び左右方向の双方について中央部が厚みt1で最も薄肉領域となることから、上向きに凹んだ緩やかなすり鉢形状を有している。
The
係る第3実施形態の樹脂パネル12によれば、前後方向及び左右方向の双方について厚み方向に撓むことで、面方向の変位がなされる。これにより、前後端部と左右端部について、熱伸縮時の面方向の変位を小さくすることができる。このことから、樹脂パネル12の前後端部とフロントヘッダ5、リヤヘッダ6との間の隙間5b,6bに加えて、左右のルーフサイドレール7、8との間の隙間を小さくすることができる。これにより、樹脂ウインドウ3の全周について見切り部の見栄えを良くすることができる。
According to the
図6には、第4実施形態に係る樹脂パネル13が示されている。第4実施形態に係る樹脂パネル13は、前後方向について前後端部から中央部に向けて厚みが段階的(少なくとも2段階)に小さくなっている。第4実施形態では、樹脂パネル13の下面(室内側面)について、前後端部から例えば0.2mmずつ3段階で厚みが小さくなっている。
FIG. 6 shows the
係る第4実施形態の樹脂パネル13によっても、厚み方向に撓むことで面方向の熱伸縮がなされる。このため、樹脂パネル13の前後端部とフロントヘッダ5、リヤヘッダ6(隣接部材)との間の隙間5b,6bを小さくして樹脂ウインドウ3の見切り部の見栄えを良くすることができる。
The
なお、室内側面について厚みを段階的に小さくする構成とする他、室外側面について厚みを段階的に小さくする構成としてもよい。また、前後方向について端部から中央部に向けて厚みを段階的に小さくする構成に加えて、若しくは代えて左右方向について端部から中央部に向けて厚みを段階的に小さくする構成としてもよい。 In addition to the configuration in which the thickness of the indoor side surface is gradually reduced, the thickness of the outdoor side surface may be gradually reduced. Further, in addition to the configuration in which the thickness is gradually reduced from the end to the center in the front-rear direction, or instead, the thickness may be gradually reduced from the end to the center in the left-right direction. ..
以上説明した第1〜第4実施形態において、厚みを連続的に変化させる構成と段階的に変化させる構成を組み合わせてもよい。厚みを連続的に変化させる場合には、厚みの変化率(曲率)を一定とする構成、あるいは変化させる構成であってもよい。 In the first to fourth embodiments described above, a configuration in which the thickness is continuously changed and a configuration in which the thickness is changed stepwise may be combined. When the thickness is continuously changed, the thickness change rate (curvature) may be constant or may be changed.
また、薄肉領域は厳密に中央部に設定される他、中央部より前後あるいは左右にずれた領域を薄肉領域に設定してもよい。 Further, the thin-walled region may be set strictly in the central portion, and a region shifted from the central portion to the front-back or left-right may be set as the thin-walled region.
さらに、例示した樹脂パネル10(11、12、13)の薄肉化構造は、ウレタン接着剤9で車両ボディ1に接着する場合の他、ねじ止めやクリップ止め等のその他の締結手段により締結する場合についても同様に適用することができる。
Further, the thinned structure of the illustrated resin panel 10 (11, 12, 13) is not only when it is adhered to the
また、樹脂パネル10(11、12、13)の端部に隣接する隣接部材としてフロントヘッダ5、リヤヘッダ6、あるいは左右のルーフサイドレール7、8を例示したが、その他例えばこれらに装着したモール類やウエザーストリップとの間の隙間を設定する場合も同様に適用することができる。また、例示した樹脂パネル10(11、12、13)の薄肉化構造は、例示した矩形の他、円形等その他の外形を有する樹脂パネルに適用することができる。
Further, the
さらに、例示した各実施形態は、車両ボディ1のルーフ2の樹脂ウインドウ3を例示したが、車両ボディ1の例えばリヤウインドウ、サイドウインドウ等その他の部位に樹脂パネルを取り付ける構造について例示した樹脂ウインドウ構造を適用することができる。また、自動車の車両ボディに限らず、鉄道車両、プレジャーボート等の船舶、あるいは各種の航空機等に、例示した樹脂ウインドウ構造を適用することができる。
Further, in each of the illustrated embodiments, the
1…車両ボディ
2…ルーフ
3…樹脂ウインドウ
5…フロントヘッダ(隣接部材)
5a…フランジ部、5b…樹脂パネルの前端部との間の隙間
6…リヤヘッダ(隣接部材)
6a…フランジ部、6b…樹脂パネルの後端部との間の隙間
7…ルーフサイドレール(左側の隣接部材)
8…ルーフサイドレール(右側の隣接部材)
9…ウレタン接着剤
10…樹脂パネル(第1実施形態)
11…樹脂パネル(第2実施形態)
11a…中央領域、11b…前側領域、11c…後側領域
12…樹脂パネル(第3実施形態)
13…樹脂パネル(第4実施形態)
t0…本体領域(端部)の厚み
t1…薄肉領域(中央部)の厚み
1 ...
5a ... Flange portion, 5b ... Gap between the front end portion of the
6a ... Flange portion, 6b ... Gap between the rear end portion of the resin panel 7 ... Roof side rail (adjacent member on the left side)
8 ... Roof side rail (adjacent member on the right side)
9 ... Urethane adhesive 10 ... Resin panel (1st embodiment)
11 ... Resin panel (second embodiment)
11a ... Central region, 11b ... Front region, 11c ...
13 ... Resin panel (fourth embodiment)
t0 ... Thickness of main body region (end) t1 ... Thickness of thin region (center)
Claims (4)
樹脂パネルと、
前記樹脂パネルによって塞がれる開口部を有するボディと、
前記ボディに配設され、前記樹脂パネルに対して面方向に隙間を有して隣接する隣接部材を有し、
前記樹脂パネルは、前記ボディに締結される一端部と他端部と、前記一端部と前記他端部の間に位置する薄肉領域と、前記薄肉領域と前記一端部との間、及び前記薄肉領域と前記他端部との間において前記薄肉領域よりも厚みが大きい本体領域を有する樹脂ウインドウ構造。 It has a resin window structure
With the resin panel
A body having an opening closed by the resin panel and
It has an adjacent member that is disposed on the body and is adjacent to the resin panel with a gap in the surface direction.
The resin panel has one end and the other end fastened to the body, a thin-walled region located between the one end and the other end, between the thin-walled region and the one-end portion, and the thin-walled region. A resin window structure having a main body region having a thickness larger than that of the thin-walled region between the region and the other end portion.
前記薄肉領域は、前記本体領域から前記薄肉領域の中央部に向けて徐々に厚みが小さくなる樹脂ウインドウ構造。 The resin window structure according to claim 1.
The thin-walled region has a resin window structure in which the thickness gradually decreases from the main body region toward the central portion of the thin-walled region.
前記樹脂パネルの内面と外面がそれぞれ曲率を有し、
前記内面の曲率は、前記外面に対して厚み方向の距離を一定とする曲率よりも大きな曲率を有する樹脂ウインドウ構造。 The resin window structure according to claim 1 or 2.
The inner and outer surfaces of the resin panel have curvatures, respectively.
A resin window structure in which the curvature of the inner surface is larger than the curvature that keeps the distance in the thickness direction constant with respect to the outer surface.
前記樹脂パネルの前記一端部と前記他端部は、樹脂製の接着剤によって前記ボディに締結され、
前記接着剤は、前記樹脂パネルが厚み方向に傾くことを許容するように弾性変形する樹脂ウインドウ構造。 The resin window structure according to any one of claims 1 to 3.
The one end and the other end of the resin panel are fastened to the body with a resin adhesive.
The adhesive has a resin window structure that elastically deforms so as to allow the resin panel to tilt in the thickness direction.
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