JP4097991B2 - 車両用ルーフパネルの取付構造 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車等の車両において、アルミ製ルーフパネルをスチール製ボディに取り付けるように構成した車両用ルーフパネルの取付構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車等の車両において、図５に示すように、車体のサイドメンバの上枠部を構成するパネルサイドアウタ２１の上面にルーフパネル２５の側縁が取り付けられる。通常、前記パネルサイドアウタ２１の内側には、閉断面形状の補強部材であるレールサイドアウタ２２とレールサイドインナ２３とが配設されている。そして、これらの各パネル部材はスチール製であるため、パネルサイドアウタ２１、レールサイドアウタ２２およびレールサイドインナ２３の集合下端部と、これらの集合上端部に添設される前記ルーフパネル２５の側縁とはスポット溶接Ｓにより接合・固定されていた。
【０００３】
前述したように、各パネル部材が全てスチール製であれば、スポット溶接Ｓによる固定が可能であるが、近年のように、車両の低重心化や軽量化のために重量部品である屋根構造体をアルミ製パネルによって構成することが提案されるに至って、種々の問題が生じてきている。つまり、電気的特性を異にする異種金属であるアルミ部材とスチール部材とを密接接合したものを電着塗装する際には、前記密接接合部が異なった特性の電気的接合部を構成して、特にアルミ部材側に化成処理不良（塗装不良）が生じてしまう虞れがあった。また、これらの異種金属同士の接合部の配設位置について何らの配慮がなされておらず、雨水に晒されて電蝕が発生し易いものであった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
そのようなことから、異種金属同士の車体ボディとルーフとの接合部を錆環境の厳しくない室内側に配設して、電蝕等の発生の問題を回避する技術が提案された。しかしながら、このような構成は構造的に不合理であり、重量増とコスト高を招くため、僅かに一部の高級車に採用されているに過ぎない。一方、構造的制約を回避して低コストにてアルミ製ルーフを採用できるものとして、図６に示したような特開平７−１３２８５５号公報に開示されたものが提案された。これは、アルミ製ルーフパネル３５の端部に形成される一段低い水平部と、サイドルーフレールアッパ３１およびサイドルーフレールロア３３の接合部の一段低い水平部とを接合して、排水用のドリップ溝を形成するものであって、前記水平部間にアルミ系金属と鉄系金属とを合わせたクラッド材３４を同系金属同士が対応する状態で介在せしめて、該クラッド材３４を介して前記水平部を溶接手段により接合したものである。
【０００５】
このような構成により、比較的簡素な構造で異種金属同士の接合を可能にしたものの、しかしながら、前記クラッド材３４はアルミ系金属と鉄系金属とを合わせて構成されて両方の特性を有し、しかも、アルミ製ルーフパネル３５とスチール製サイドルーフレールアッパ３１とに直接接合されていることから、依然としてアルミ側の化成処理不良が発生して塗装に不具合を生じた。さらには、異種金属同士の接合部が排水用のドリップ溝に露呈していて、電蝕等の発生の問題が依然として回避されておらず、錆の発生の虞れは解消されなかった。
【０００６】
そこで、本発明は、前記従来の車両用ルーフパネルの取付構造の諸課題を解決し、異種金属間の電気的接合部をなくして塗装不良を引き起こすこともなく、電蝕等の発生も解消でき、スチール製ルーフとの造り分けも容易なアルミ製ルーフの採用を可能にした車両用ルーフパネルの取付構造を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
このため本発明は、アルミ製ルーフパネルをスチール製ボディに取り付けるように構成した車両用ルーフパネルの取付構造において、予め塗装したジョイントパネルを介して機械的な接合によりアルミ製ルーフパネルをスチール製ボディに取り付けたことを特徴とする。また本発明は、前記ジョイントパネルをＬ字形に構成するとともに、該ジョイントパネルの略水平部の上下にアルミ製ルーフパネルとスチール製レールサイドアウタを添設し、ジョイントパネルの略垂直部にパネルサイドアウタの端部を添設したことを特徴とする。また本発明は、前記ジョイントパネルを段差部を有するＬ字形に構成するとともに、該ジョイントパネルの段差部を境として略水平部の上下にアルミ製ルーフパネルとスチール製レールサイドアウタを添設し、ジョイントパネルの略垂直部にパネルサイドアウタの端部を添設したことを特徴とする。また本発明は、前記ジョイントパネルを平板状に構成するとともに、該ジョイントパネルの上下にアルミ製ルーフパネルとスチール製パネルサイドアウタを添設したことを特徴とする。また本発明は、前記ジョイントパネルをアルミ製としたことを特徴とする。また本発明は、前記ジョイントパネルをスチール製としたことを特徴とする。また本発明は、前記ジョイントパネルとアルミ製ルーフパネルとをレーザー溶接したことを特徴とする。また本発明は、前記ジョイントパネルとアルミ製ルーフパネルとを機械的に固定したことを特徴とする。
【０００８】
以上の解決手段により、予め表面を塗装したジョイントパネルを介した機械的な接合等の採用によって、異種金属同士であるアルミ製ルーフとスチール製ボディとが直接接触する電気的接合部を解消できるので、電着塗装によるアルミ部材側に化成処理不良（塗装不良）を生じる虞れがない上、これらの塗装面を介した接合部がジョイントパネルに保護されて外部に露呈することがないので、電蝕等の発生も解消できることとなる。
【０００９】
【実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の車両用ルーフパネルの取付構造の第１実施の形態を示し、要部断面図である。本発明は、図１に示すように、アルミ製（図面ではハッチングなしで描いてある）ルーフパネル５をスチール製（図面ではハッチングにて描いてある）ボディ１、２に取り付けるように構成した車両用ルーフパネルの取付構造において、予め塗装したジョイントパネル４を介して機械的な接合１Ａ、４Ａおよび４Ｃ、５Ａならびに２Ａ、４Ｂによりアルミ製ルーフパネル５をスチール製ボディ１、２に取り付けたことを特徴とする。
【００１０】
以下、詳細に説明する。車体のサイドメンバの上枠部を構成するスチール製パネルサイドアウタ１は上端部における略水平部がカットされる。略水平部をカットしない場合は該略水平部がスチール製ルーフパネルと接合される。したがって、詳しくは後述するが、パネルサイドアウタ１の上端部における略水平部のカットの有無でスチール製ルーフとアルミ製ルーフの造り分けが容易にできる。前記パネルサイドアウタ１の内側には、同じくスチール製で閉断面形状の補強部材であるレールサイドアウタ２とレールサイドインナ３とが配設されている。そして、これらのスチール製各パネル部材は集合下端部にてスポット溶接Ｓにて接合されるとともに、レールサイドアウタ２とレールサイドインナ３の集合上端部もスポット溶接Ｓにて接合される。
【００１１】
前記略水平部がカットされたスチール製パネルサイドアウタ１における略垂直部とスチール製レールサイドアウタ２とアルミ製ルーフパネル５の異種金属から構成される３者を連結接合するに、本実施の形態では、Ｌ字形のジョイントパネル４を用いるものである。本実施の形態のジョイントパネル４はアルミ製とされるが、スチール製等でもよいことは言うまでもない。最も重要な点は、ジョイントパネル４が予め塗装されることである。簡素で比較的小さな部品であるジョイントパネルを予め単体にて塗装しておくことは容易で、低コストである。図示の例では、Ｌ字形のジョイントパネル４の略垂直部には折曲げ形成された係止溝４Ａが形成され、その略水平部にはリベットを構成する係止突起４Ｃ（後述するアルミ製パネルの係止孔５Ｃに挿入された後に、頭部が圧潰されて抜止め処理される）が上方へ突設されるとともに、下方にも係止突起４Ｂが突設される。
【００１２】
ジョイントパネル４におけるこれらの係止溝４Ａ、係止突起４Ｂ、４Ｃに対応して、パネルサイドアウタ１における略垂直部に折曲げ形成された係止突起１Ａ、レールサイドアウタ２の略水平部に折曲げ形成された係止溝２Ａ、アルミ製ルーフパネル５に穿設された係止孔５Ａがそれぞれ形成される。ジョイントパネル４を介したこれらの係止溝あるいは係止孔と係止突起との圧入等による強固な係止により機械的接合部を構成する。このようにして各パネルが接合された後に、電着塗装等の塗装工程によって車体が塗装される。
【００１３】
したがって、スチール製パネルとアルミ製パネルとは塗装を表面に施されたジョイントパネル４を介して機械的に接合されているため、異種金属間での電気的な接合部が存在せず、電蝕の発生が効果的に抑制され、特にアルミ部材側に電着塗装する際の化成処理不良（塗装不良）を生じる虞れがない。しかも、これらの異種金属間の接合部はパネルサイドアウタ１の略垂直部の裏側等の雨水に晒されない位置や、ジョイントパネル４の陰に配設されるため、水による電蝕の発生も抑止される。前記機械的な接合方式としては、係止溝と係止突起との係止として、セルフピアッシング、リベットやメカニカルクリンチ等によるものが採用される。
【００１４】
図２は本発明の車両用ルーフパネルの取付構造の第２実施の形態を示す断面図で、予め塗装されるジョイントパネル４を段差部４Ｅを有するＬ字形に構成するとともに、該ジョイントパネル４の段差部４Ｅを境として略水平部の上下にアルミ製ルーフパネル５とスチール製レールサイドアウタ２を添設し、ジョイントパネル４の略垂直部にパネルサイドアウタ１の略垂直部の端部を添設したことを特徴とする。本実施の形態では、ジョイントパネル４における略水平部の段差部４Ｅ（該段差部４Ｅにより、略水平部とレールサイドアウタ２の略水平部との間に隙間が生じる）を利用して、ジョイントパネル４の略水平部に添設したアルミ製ルーフパネル５の略水平部とをレーザー溶接６により接合するものである。したがって、本実施の形態では好適にはジョイントパネル４はアルミ製とされる。かくして、前記第１実施の形態のものの係止突起４Ｃと係止孔５Ａとの係止に代えてレーザー溶接を用い、作業孔が廃止できて、強度や設計の自由度が向上する。
【００１５】
図３は前記図２の第２実施の形態のものの接合工程を示すもので、図３（Ａ）では、スチール製パネルサイドアウタ１の略垂直部に形成した係止突起１Ａに、予め塗装した段差部を有するアルミ製のＬ字形ジョイントパネル４の略垂直部を添設して、その係止溝４Ａを係止させる。次いで、図３（Ｂ）のように、ジョイントパネル４の略水平部の下部の係止突起４Ｃを、スチール製レールサイドアウタ２の略水平部の係止溝２Ａに係止させる。その後、図３（Ｃ）のように、前記スチール製レールサイドアウタ２の下部にレールサイドインナ３を添設して、それらの集合上端部および集合下端部をそれぞれスポット溶接Ｓ等により接合する。次いで、図３（Ｄ）に示すように、ジョイントパネル４の段差部を境とした上方の略水平部にアルミ製ルーフパネル５の略水平部を添設して、レーザー溶接６によりこれらを接合するものである。その後、全体が塗装工程にて塗装される。
【００１６】
図４は本発明の車両用ルーフパネルの取付構造の第３実施の形態を示す断面図で、本実施の形態では、図４（Ａ）に示すように、予め塗装されるジョイントパネル４を平板状に構成するとともに、該ジョイントパネル４の上下にアルミ製ルーフパネル５とスチール製パネルサイドアウタ１を添設したことを特徴とする。本実施の形態の平板状のジョイントパネル４は、図示の例では、図４（Ｂ）に拡大して示すように、スチール製（あるいはアルミ製でも可）の板状体にリベット用の係止孔４Ｄ、４Ｄを穿設したものを予め塗装しておき、塗装後のジョイントパネル４の各係止孔４Ｄ、４Ｄにそれぞれリベット（好適にはアルミ製）７、８を挿入し、これらのリベット７および８を、スチール製パネルサイドアウタ１における略水平部の係止孔１Ｂおよびアルミ製ルーフパネル５における略水平部の係止孔５Ａにそれぞれ挿入係止した後、それらの頭部を圧潰して抜止め処理される。かくして、本実施の形態では、ジョイントパネル４を平板状の簡素な構造にできる他、パネルサイドアウタ１を形状改変（略水平部のカット等）を伴うことなくアルミ製ルーフとスチール製ルーフ仕様に共用できる。
【００１７】
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明の趣旨の範囲内で、ルーフパネルおよびボディパネルの形状、材質（ルーフパネルはアルミ系の軽量類似金属が採用され得るし、パネルサイドアウタやレールサイドアウタおよびインナもスチール系の類似金属が採用され得る）、係止溝および係止孔ならびにリベットを含む係止突起等の形状（セルフピアッシング、リベット、メカニカルクリンチ等の抜止め機能を有する恒久的な結合に耐える方式等であれば他の適宜の形態が採用され得る）、Ｌ字形、段差部を有するＬ字形、平板状等を含むジョイントパネルの全体形状（鋭角や鈍角のＬ字形、平板状についても僅かに垂直部を有する形状としてもよい）、材質（アルミ、スチールが好適であるが、塗装されるその他の金属も採用され得る）、およびそのボディパネルとの係止形態（図示の例のようなジョイントパネルとボディパネルとの配置関係の他、異種金属接合部が隠蔽され、かつ、異種金属間に塗装されたジョイントパネルが配設される形態であれば適宜の配置関係が採用され得る）、レーザー溶接の形態等については適宜選定できる。
【００１８】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明では、アルミ製ルーフパネルをスチール製ボディに取り付けるように構成した車両用ルーフパネルの取付構造において、予め塗装したジョイントパネルを介して機械的な接合によりアルミ製ルーフパネルをスチール製ボディに取り付けたことにより、スチール製パネルとアルミ製パネルとは塗装を表面に施されたジョイントパネルを介して機械的に接合されているため、異種金属間での電気的な接合部が存在せず、電蝕の発生が効果的に抑制され、特にアルミ部材側に電着塗装する際の化成処理不良（塗装不良）を生じる虞れがない。
【００１９】
また、前記ジョイントパネルをＬ字形に構成するとともに、該ジョイントパネルの略水平部の上下にアルミ製ルーフパネルとスチール製レールサイドアウタを添設し、ジョイントパネルの略垂直部にパネルサイドアウタの端部を添設した場合は、異種金属間の接合部はパネルサイドアウタの略垂直部の裏側等の雨水に晒されない位置や、ジョイントパネルの陰に配設されるため、水による電蝕の発生も有効に抑止される。
【００２０】
さらに、前記ジョイントパネルを段差部を有するＬ字形に構成するとともに、該ジョイントパネルの段差部を境として略水平部の上下にアルミ製ルーフパネルとスチール製レールサイドアウタを添設し、ジョイントパネルの略垂直部にパネルサイドアウタの端部を添設した場合は、異種金属間の接合部はパネルサイドアウタの略垂直部の裏側等の雨水に晒されない位置やジョイントパネルの陰に配設されるため、水による電蝕の発生も有効に抑止されることはもとより、段差部を境として生じた隙間を利用してジョイントパネルとアルミ製ルーフパネルとの接合が容易に行えて作業性が向上する。
【００２１】
さらにまた、前記ジョイントパネルを平板状に構成するとともに、該ジョイントパネルの上下にアルミ製ルーフパネルとスチール製パネルサイドアウタを添設した場合は、ジョイントパネルを平板状の簡素な構造にできる他、パネルサイドアウタを形状改変（略水平部のカット等）を伴うことなくアルミ製ルーフとスチール製ルーフ仕様に共用できる。
また、前記ジョイントパネルをアルミ製とした場合は、アルミ製ルーフパネルとの相性が良く、レーザー溶接等の接合が可能となり、接合形態の自由度が向上する。
さらにまた、前記ジョイントパネルをスチール製とした場合は、塗装を介して電気的接合が断たれていることにより、スチールを用いてジョイント機能とともに補剛効果も期待できる。
【００２２】
また、前記ジョイントパネルとアルミ製ルーフパネルとをレーザー溶接した場合は、ジョイントパネルとアルミ製ルーフパネルとの接合を係止突起と係止孔との係止等に代えてレーザー溶接を用い、作業孔が廃止できて、強度や設計の自由度が向上する。
さらに、前記ジョイントパネルとアルミ製ルーフパネルとを機械的に固定した場合は、ジョイントパネルの材質を問わず、最終工程となるアルミ製ルーフパネルの接合が簡素な機械的な作業により行える。
かくして本発明によれば、異種金属間の電気的接合部をなくして塗装不良を引き起こすこともなく、電蝕等の発生も解消でき、スチール製ルーフとの造り分けも容易なアルミ製ルーフの採用を可能にした車両用ルーフパネルの取付構造が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の車両用ルーフパネルの取付構造の第１実施の形態を示す要部断面図である。
【図２】本発明の車両用ルーフパネルの取付構造の第２実施の形態を示す要部断面図である。
【図３】本発明の第２実施の形態のものの接合工程を示す図である。
【図４】本発明の車両用ルーフパネルの取付構造の第３実施の形態を示す要部断面図およびジョイントパネルの拡大図である。
【図５】従来の車両用ルーフパネルの取付構造の要部断面図である。
【図６】改良された従来の車両用ルーフパネルの取付構造の要部断面図である。
【符号の説明】
１ パネルサイドアウタ（スチール製ボディ）
１Ａ 係止突起（機械的接合部）
１Ｂ 係止孔（機械的接合部）
２ レールサイドアウタ（スチール製ボディ）
２Ａ 係止溝（機械的接合部）
３ レールサイドインナ（スチール製ボディ）
４ ジョイントパネル
４Ａ 係止溝（機械的接合部）
４Ｂ 係止突起（機械的接合部）
４Ｃ 係止突起（機械的接合部）
４Ｄ 係止孔（機械的接合部）
４Ｅ 段差部
５ アルミ製ルーフパネル
５Ａ 係止孔（機械的接合部）
６ レーザー溶接部
７ リベット（機械的接合部）
８ リベット（機械的接合部）
Ｓ スポット溶接部

Claims (8)

1. アルミ製ルーフパネルをスチール製ボディに取り付けるように構成した車両用ルーフパネルの取付構造において、予め塗装したジョイントパネルを介して機械的な接合によりアルミ製ルーフパネルをスチール製ボディに取り付けたことを特徴とする車両用ルーフパネルの取付構造。
2. 前記ジョイントパネルをＬ字形に構成するとともに、該ジョイントパネルの略水平部の上下にアルミ製ルーフパネルとスチール製レールサイドアウタを添設し、ジョイントパネルの略垂直部にパネルサイドアウタの端部を添設したことを特徴とする請求項１に記載の車両用ルーフパネルの取付構造。
3. 前記ジョイントパネルを段差部を有するＬ字形に構成するとともに、該ジョイントパネルの段差部を境として略水平部の上下にアルミ製ルーフパネルとスチール製レールサイドアウタを添設し、ジョイントパネルの略垂直部にパネルサイドアウタの端部を添設したことを特徴とする請求項１に記載の車両用ルーフパネルの取付構造。
4. 前記ジョイントパネルを平板状に構成するとともに、該ジョイントパネルの上下にアルミ製ルーフパネルとスチール製パネルサイドアウタを添設したことを特徴とする請求項１に記載の車両用ルーフパネルの取付構造。
5. 前記ジョイントパネルをアルミ製としたことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の車両用ルーフパネルの取付構造。
6. 前記ジョイントパネルをスチール製としたことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の車両用ルーフパネルの取付構造。
7. 前記ジョイントパネルとアルミ製ルーフパネルとをレーザー溶接したことを特徴とする請求項３または５に記載の車両用ルーフパネルの取付構造。
8. 前記ジョイントパネルとアルミ製ルーフパネルとを機械的に固定したことを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の車両用ルーフパネルの取付構造。

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