JP2023055422A - 車両用ルーフモジュール - Google Patents

Abstract

【課題】製造コストを低減しつつ、車両のルーフを軽量化する。【解決手段】車両用ルーフモジュール１０は、車両１４のルーフ１６となる中央部２２と、車体１８の上部の車幅方向両側において車両前後方向に延びるピラー２０の車体上方を覆い車体１８の側部に設けられるドア２６の上端縁２８と隣接するサイド部２４とを一体的に有し、サイド部２４とピラー２０とにより閉断面を構成することが可能な樹脂製のルーフパネル１２を有する。【選択図】図４

Description

本発明は、主に樹脂で構成された車両用ルーフモジュールに関する。

ルーフモジュール及びその製造方法の一例が開示されている（特許文献１参照）。また、樹脂製のルーフパネルと、その内面の表皮と、ルーフパネルと表皮との間の発泡剤とを三者一体のサンドイッチ構造とする技術が開示されている（特許文献２参照）。

特開２００２－２２５６４５号公報 特開昭５８－１０５８８２号公報

車両のルーフは、主に板金部品を溶接して構成されるため、組立の作業工程が多く、製造コストが高い。また、板金部品を多用するためルーフの質量が重い。

上記した特許文献１には、ルーフモジュールを安価に製造可能とすることが記載されているが、車外側に配置されるアウターパネルの材質について特に記載はなく、ルーフの質量は問題とされていない。

上記した特許文献２に記載の従来例のように、ルーフ軽量化の観点からルーフパネルを樹脂製とすることも考えられるが、その場合高コストとなることから、樹脂製のルーフパネルが採用される車種は一部のスポーツカー等、高級グレードに限られているのが現状である。

本発明は、車両の製造コストを低減しつつ、ルーフを軽量化できるようにすることを目的とする。

第１の態様は、車両のルーフとなる中央部と、車体の上部の車幅方向両側において車両前後方向に延びるピラーの車体上方を覆い前記車体の側部に設けられるドアの上端縁と隣接するサイド部とを一体的に有し、前記サイド部と前記ピラーとにより閉断面を構成することが可能な樹脂製のルーフパネルを有する。

この車両用ルーフモジュールでは、ルーフパネルが樹脂製であるので、車両のルーフを軽量化することができる。また、ルーフパネルが中央部とサイド部を一体的に有するので、これらを別々に車体に組み付ける場合と比較して、組付け工数を削減することができる。更には、中央部とサイド部が別部品で構成される場合の両者の境界（見切り）がなくなり、見栄えが向上する。サイド部は、ピラーの車体上方を覆い、ドアの上端縁と隣接しており、サイド部とピラーとにより閉断面を構成する。したがって、サイド部の外観が、従来の板金製のピラーと同様となり、観る者に違和感を与えない。

第２の態様は、第１の態様に係る車両用ルーフモジュールにおいて、前記ルーフパネルが、前記車体に接着される接着部と、前記車体に締結される締結部とを有している。

この車両用ルーフモジュールでは、ルーフパネルを、接着部において車体に接着し、締結部において車体に締結することができる。サイド部とピラーとにより閉断面が構成される構造であっても、接着と締結を併用することにより、ルーフパネルを車体にしっかりと固定することができる。

第３の態様は、第２の態様に係る車両用ルーフモジュールにおいて、前記接着部が、前記サイド部の底部に設けられ、前記ピラーに接着される部位であり、前記締結部として、前記底部における前記接着部より車幅方向内側に設けられ前記ピラーに締結される第１締結部と、前記ルーフパネルにおける前記中央部と前記サイド部との境界に設けられた第２締結部とを有する。

この車両用ルーフモジュールでは、接着部がサイド部の底部に設けられ、ピラーに接着される。また、サイド部の底部における接着部より車幅方向内側には、締結部としての第１締結部が設けられており、該第１締結部がピラーに締結されるようになっている。第１締結部の締結により接着部の接着強度が高められるので、サイド部をピラーにしっかりと固定することができる。

更に、ルーフパネルにおける中央部とサイド部との境界には、締結部としての第２締結部が設けられており、該第２締結部が車体に締結されるようになっている。第２締結部の締結により、ルーフパネルを車体にしっかりと固定することができる。

第４の態様は、第１～第３の態様の何れか１態様に係る車両用ルーフモジュールにおいて、前記サイド部内に、管状の補強部材が設けられている。

この車両用ルーフモジュールでは、ルーフパネルのサイド部が管状の補強部材により補強されているので、車両のロールオーバー等に対するルーフの強度を向上させることができる。

第５の態様は、第４の態様に係る車両用ルーフモジュールにおいて、前記補強部材の中空部に発泡ウレタンが充填されている。

この車両用ルーフモジュールでは、補強部材の中空部に発泡ウレタンが充填されているので、ルーフの強度を更に向上させることができる。

本発明によれば、車両の製造コストを低減しつつ、ルーフを軽量化できる。

本実施形態に係る車両用ルーフモジュールを示す斜視図である。 本実施形態に係る車両用ルーフモジュールの車両右側の部分を示す平面図である。 本実施形態に係る車両用ルーフモジュールを車両左方向から見た側面図である。 図３における４－４矢視拡大断面図である。 図３における５－５矢視拡大断面図である。 図３における６－６矢視拡大断面図である。 図３における７－７矢視拡大断面図である。 図３における８－８矢視拡大断面図である。 図２における９－９矢視拡大断面図である。 図２における１０－１０矢視拡大断面図である。

以下、本発明を実施するための形態を図面に基づき説明する。各図面において同一の符号を用いて示される構成要素は、同一又は同様の構成要素であることを意味する。なお、以下に説明する実施形態において重複する説明及び符号については、省略する場合がある。また、以下の説明において用いられる図面は、いずれも模式的なものであり、図面に示される、各要素の寸法の関係、各要素の比率等は、現実のものとは必ずしも一致していない。また、複数の図面の相互間においても、各要素の寸法の関係、各要素の比率等は必ずしも一致していない。

図１から図３において、本実施形態に係る車両用ルーフモジュール１０は、樹脂製のルーフパネル１２を有している。

ルーフパネル１２は、中央部２２と、サイド部２４とを一体的に有しており、例えば射出成形により一体的に成形される。中央部２２は、車両１４のルーフ１６となる部位である。車両１４は、車体１８にルーフ１６を組み付けて構成されている。サイド部２４は、車体１８におけるピラー２０の車体上方を覆う部分であり、かつ車体１８の側部に設けられるドア２６の上端縁２８と隣接する部位である（図４参照）。ルーフパネル１２は、サイド部２４とピラー２０とにより閉断面を構成することが可能とされている。

ここで、図４から図８において、ピラー２０は、車体１８の上部の車幅方向両側において車両前後方向に延びる車両骨格の一部である。このピラー２０は、例えばインナパネル３２と、インナパネル３２の上方に配置されるサイドアウタパネル３４とを内側接合部３６と外側接合部３８でそれぞれ接合したものであり、閉断面構造とされている。

ドア２６におけるドアフレーム４０には、ガラスラン４２とウェザーストリップ４４が嵌合して取り付けられている。ガラスラン４２は、ドアフレーム４０とドアガラス４６との間の気密性や水密性を確保するために設けられている。ウェザーストリップ４４は、ドアフレーム４０と車体１８との間の気密性や水密性を確保するために設けられている。ここでの車体１８は、例えばピラー２０におけるサイドアウタパネル３４である。ウェザーストリップ４４のリップ４４Ａは、ドア２６の閉止時に、ルーフパネル１２のサイド部２４の車幅方向外側端部２４Ｅ付近に当接するようになっている。

この他、例えばピラー２０における外側接合部３８の車幅方向外側面に、ウェザーストリップ４８が設けられている。このウェザーストリップ４８は、ドア２６の閉止時に、ドアフレーム４０の車幅方向内側面に当接するようになっている。

次に、ルーフパネル１２は、車体１８に接着される接着部５０と、車体１８に締結される締結部の一例としての第１締結部５１（図５）及び第２締結部５２（図７）を有している。接着部５０は、サイド部２４の底部に設けられ、ピラー２０の例えばサイドアウタパネル３４に接着される部位である。サイド部２４は、車幅方向断面において、中央部２２の車幅方向外側端部から車両上方に延びる立上り部２４Ａと、弧状部２４Ｂと、折返し部２４Ｃと、底部２４Ｄとを有している。

弧状部２４Ｂは、車両上方側に凸に湾曲している。弧状部２４Ｂと折返し部２４Ｃの境界は、車幅方向外側端部２４Ｅとなっている。折返し部２４Ｃは、車両下方に向かうにしたがって車幅方向内側に斜めに傾斜している。底部２４Ｄは、折返し部２４Ｃの車幅方向内側端から更に車幅方向内側に延びて終端している。底部２４Ｄと折返し部２４Ｃの境界には、底部２４Ｄとピラー２０との間の隙間を隠すための張出し部２４Ｆが設けられている。この隙間には接着剤５４が配置される。ドア２６を開けたときに該接着剤５４が隙間から見えないように、張出し部２４Ｆが設けられている。

図５に示されるように、第１締結部５１は、底部２４Ｄにおける接着部５０より車幅方向内側に設けられ、ピラー２０に締結されている。締結手段としては、リベット５７やねじ（図示せず）等が用いられる。接着部５０の接着効果を高めるため、第１締結部５１は接着部５０の近傍に設けられることが望ましい。第一締結部５１と、接着部５０とは、その位置関係が、内外どちらでも良いが、第一締結部５１が、接着部５０より車幅方向内側になると、第一締結部５１用の締結作業穴が小さくなることでピラー２０の剛性が高まり、より好ましい。

なお、サイド部２４における弧状部２４Ｂと底部２４Ｄの間にリブを設けることで、サイド部２４をピラー２０に接着する際の加圧を効率的に行うことも考えられる。しかしながら、リブを設けると成形時の樹脂の流れによりサイド部２４の外面に薄い部分が形成され、外観が損なわれる。したがって、第１締結部５１での締結を併用して接着部５０での接着品質を確保することが望ましい。

図７に示されるように、第２締結部５２は、ルーフパネル１２における中央部２２とサイド部２４との境界に設けられている。具体的には、図５から図８に示されるように、該境界には、車両下方に突出しピラー２０の内側接合部３６に近接する凸部５６が、例えば連続的又は断続的に設けられている。第２締結部５２がルーフパネル１２における中央部２２とサイド部２４との境界に設けられていることにより、熱間時ルーフパネル１２が熱伸びした場合、第２締結部より車幅方向外側のサイド部２４は寸法が短いことからドアとの見切り隙を最小限に抑え見栄えが良くなる効果が得られる。図７の断面位置では、凸部５６の一部がボス状に形成されて第２締結部５２を構成している。ピラー２０の内側接合部３６には、下方からねじ５８が挿通され、第２締結部５２に締め付けられる。これにより、第２締結部５２がピラー２０に締結される。

なお、凸部５６の底面には、後述する天井パネル３０の端部３０Ａが予め接合されているので、ねじ５８は該端部３０Ａにも挿通される。また、サイド部２４における底部２４Ｄと弧状部２４Ｂの間は射出成形を行う上でのアンダーカット部となるが、スライドコア等（図示せず）を用いることで、このようなアンダーカット部でも成形可能である。

車体１８への車両用ルーフモジュール１０の組付け後に、ピラー２０の車両内側に、ガーニッシュ６２を設けることができる。ピラー２０とガーニッシュ６２の間の空間には、ワイヤーハーネスやカーテンエアバッグ等（図示せず）を格納することができる。

図２、図４から図１０において、サイド部２４内に管状の補強部材６４が設けられていてもよい。補強部材６４は例えば樹脂管であり、炭素繊維で補強されていてもよい。補強部材６４は、例えば前端部と後端部において、複数のボルト６６及びアンカ６８を用いて、ピラー２０のサイドアウタパネル３４に固定されている。アンカ６８は、ボルト６６の締結に先立ち、補強部材６４に設けられた穴に取り付けられる。補強部材６４の中空部に発泡ウレタン６５が充填されていてもよい。

更に、ルーフパネル１２における中央部２２と天井パネル３０との間の空間６０に、車幅方向に延びる補強部材が設けられていてもよい。例えば、図２、図３、図６に示されるように、ルーフパネル１２の車両前後方向中央部に、ルーフリインフォースメント７０が設けられていてもよい。このルーフリインフォースメント７０の両端は、ブラケット７２を用いて補強部材６４に固定されている。ルーフリインフォースメント７０とブラケット７２とは、クリップ７４により固定されている。また、ブラケット７２と補強部材６４とは、クリップ７６により固定されている。ブラケット７２は、ルーフパネル１２の中央部２２の下方から、サイド部２４の下方まで延びている。

（作用）
本実施形態は、上記のように構成されており、以下その作用について説明する。図１から図３において、本実施形態に係る車両用ルーフモジュール１０では、ルーフパネル１２が樹脂製であるので、車両１４のルーフ１６を軽量化することができる。また、ルーフパネル１２が中央部２２とサイド部２４を一体的に有するので、これらを別々に車体１８に組み付ける場合と比較して、組付け工数を削減することができる。更には、中央部２２とサイド部２４が別部品で構成される場合の両者の境界（見切りや、例えばモヒカン溝部及びこれを覆うモール等）がなくなり、見栄えが向上する。また、ルーフパネル１２の色を、車体１８の色と異なるものにすることで、従来のようなマスキングを伴う塗分けの工程を行わなくても、ツートンカラー車を容易に製造することができる。

図４に示されるように、サイド部２４は、ピラー２０の車体上方を覆い、ドア２６の上端縁２８と隣接しており、サイド部２４とピラー２０とにより閉断面を構成する。したがって、サイド部２４の外観が、従来の板金製のピラー２０と同様となり、観る者に違和感を与えない。

また、ルーフパネル１２を、接着部５０において車体１８に接着し、締結部において車体１８に締結することができる。具体的には、接着部５０がサイド部２４の底部２４Ｄに設けられ、ピラー２０に接着される。また、サイド部２４の底部２４Ｄにおける接着部５０より車幅方向内側には、締結部としての第１締結部５１が設けられており、該第１締結部５１がピラー２０に締結される。第１締結部５１の締結により接着部５０の接着強度が高められるので、サイド部２４をピラー２０にしっかりと固定することができる。

更に、ルーフパネル１２における中央部２２とサイド部２４との境界には、締結部としての第２締結部５２が設けられており、該第２締結部５２が車体１８に締結されるようになっている。第２締結部５２の締結により、ルーフパネル１２を車体１８に更にしっかりと固定することができる。

このように、サイド部２４とピラー２０とにより閉断面が構成される構造であっても、接着と締結を併用することにより、ルーフパネル１２を車体１８にしっかりと固定することができる。

また、ルーフパネル１２の車内側に樹脂製の天井パネル３０が組み付けられてもよく、このように予め組み立てられた車両用ルーフモジュール１０を車体１８へ組み付けることで、組付け工数を更に削減することができる。

図２、図４から図１０に示されるように、ルーフパネル１２のサイド部２４が管状の補強部材６４により補強されている場合、軽量化を図りつつ車両１４のロールオーバー等に対するルーフ１６の強度を向上させることができる。補強部材６４の中空部に発泡ウレタンが充填されていると、ルーフ１６の強度を更に向上させることができる。

補強部材６４は、ボルト６６を用いて固定されているので、破損時の交換が容易である。

このように、本実施形態によれば、車両１４の製造コストを低減しつつ、ルーフ１６を軽量化できる。ルーフ１６が軽量化されることで、燃費の向上、電気自動車であれば電気消費量（電費）の向上、車両の低重心化による走行安定性の向上が期待される。

［他の実施形態］
以上、本発明の実施形態の一例について説明したが、本発明の実施形態は、上記に限定されるものでなく、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。

ルーフパネル１２が、接着部５０と締結部（第１締結部５１及び第２締結部５２）を有するものとしたが、車体１８に対するルーフパネル１２の固定手段はこれに限られず、接着のみ、又は締結のみを用いてもよい。

車幅方向に延びる補強部材として、ルーフパネル１２の車両前後方向中央部にルーフリインフォースメント７０が設けられる場合について説明したが、ルーフパネル１２の他の部位にルーフリインフォースメントが設けられてもよい。ルーフリインフォースメントが複数設けられてもよい。

１０ 車両用ルーフモジュール
１２ ルーフパネル
１４ 車両
１６ ルーフ
１８ 車体
２０ ピラー
２２ 中央部
２４ サイド部
２４Ｄ 底部
２６ ドア
２８ 上端縁
３０ 天井パネル
５０ 接着部
５１ 第１締結部（締結部）
５２ 第２締結部（締結部）
６４ 補強部材
６５ 発泡ウレタン

Claims (5)

1. 車両のルーフとなる中央部と、車体の上部の車幅方向両側において車両前後方向に延びるピラーの車体上方を覆い前記車体の側部に設けられるドアの上端縁と隣接するサイド部とを一体的に有し、前記サイド部と前記ピラーとにより閉断面を構成することが可能な樹脂製のルーフパネルを有する車両用ルーフモジュール。
2. 前記ルーフパネルは、前記車体に接着される接着部と、前記車体に締結される締結部とを有している請求項１に記載の車両用ルーフモジュール。
3. 前記接着部は、前記サイド部の底部に設けられ、前記ピラーに接着される部位であり、
   前記締結部として、前記底部における前記接着部より車幅方向内側に設けられ前記ピラーに締結される第１締結部と、前記ルーフパネルにおける前記中央部と前記サイド部との境界に設けられた第２締結部とを有する請求項２に記載の車両用ルーフモジュール。
4. 前記サイド部内に、管状の補強部材が設けられている請求項１～請求項３の何れか１項に記載の車両用ルーフモジュール。
5. 前記補強部材の中空部に発泡ウレタンが充填されている請求項４に記載の車両用ルーフモジュール。

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