JP5620869B2 - 自動車ルーフパネル - Google Patents
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Description
先ず、本発明の前提となる自動車車体におけるルーフパネルの構造例(代表例)を図9に示す。図9(a)はルーフパネル全体の斜視図、図9(b)は図9(a)のR a 方向の断面図、図9(c)は図9(a)のR b 方向の断面図である。本発明においてルーフパネルの構造自体は従来と同じである。この図9(a)、(b) において、ルーフパネル1 における車幅方向の両側(車体両側面側) の側縁部は、端部を、この例では L字状に折り曲げたもので、車体の上下方向に延在する垂直な立壁1bと、これに続く平坦なフランジ1cとからなる。
このような熱硬化型接着樹脂の接合では、前記した通り、アルミニウム合金製ルーフパネルにおける熱ひずみの問題を解決する必要がある。アルミニウム合金製ルーフパネルでは、自動車車体組み立て後の車体の焼き付け塗装工程での加熱処理によって膨張変形(熱ひずみ)が生じ、このような膨張変形が大きい場合には、アルミニウム合金製ルーフパネルが、鋼製サイドパネル、特にサイドメンバアウタパネル6を車幅方向外側に向かって押し広げるような熱変形が生じる。
先ず、本発明で言う凹状段部とは、ルーフパネルやサイドメンバアウタパネルの平坦なフランジに設けられた、これら各フランジの車体上下方向の下方に向かって凹む段差あるいは凹みである。したがって、前記特許文献9、10のような、ルーフパネルフランジに設けられた、上方に向かって凸な凸型ビードとは、凹凸の向きが反対(逆)であり、厳に区別される。
以下、本発明の凹状段部を、図1〜8などを用いて具体的に説明する。本発明では、図1、2に示すように、ルーフパネル1の平坦なフランジ1cに、立壁2aを有する凹状段部2を設ける。また、同時に、サイドメンバアウタパネルの平坦なフランジ6cにも、立壁3aを有する凹状段部3を設ける。これら凹状段部2、3は、これら互いの凹状段部2、3同士が相対応する各フランジ位置であって、フランジの車幅方向と車体前後方向とに亘って延在するよう、これらパネルのプレス成形などの成形によって一体に設ける。
このように凹状段部2、3を構成および互いに重ね合わせることによって、自動車車体の焼き付け塗装工程において、ルーフパネル1側から負荷される熱荷重を、あるいはルーフパネル1の熱膨張によるズレ変形を、これと相対する方向、好ましくは正対する方向で阻止あるいは受け止めることができる。しかも、この阻止あるいは受け止めは、狭い「点」ではなく、より広い「面」や「範囲」で受け取め、鋼製サイドメンバアウタパネル6の平板状ではない立体構造あるいは鋼製サイドパネル全体としての中空構造からして、反力を与える剛的ではなく、反力を与えない弾力的あるいは弾性的な支持である。このため、この鋼製サイドメンバアウタパネル6側の立壁6aによって、アルミニウム合金製ルーフパネル1側の立壁3aから伝わる熱荷重あるいはズレ変形により負荷される荷重が弾力的あるいは弾性的にしっかりと受け止められ、更に、サイドメンバアウタパネル6のフレキシブルな構造(柔軟な弾性構造)によって吸収される。
これら凹状段部の設計条件は、下方への深さ(立壁高さ)、車幅方向の幅、車体前後方向の長さ、間隔の長さ、設ける個数などである。これらは、アルミニウム合金製ルーフパネル1側の設計条件と、自動車車体の焼き付け塗装工程条件(温度×時間)によって定まる、フランジ1cに負荷される熱荷重量や熱変形量によって定まる。
このうち、前記した凹状段部の作用効果を、汎用されるルーフパネル1 の設計条件や自動車車体の焼き付け塗装工程条件(温度×時間)によって、フランジ1cに負荷される熱荷重量や熱変形量に対して発揮させるためには、凹状段部における、立壁3aや立壁2aの高さ(平坦なフランジ面からの深さ)hが重要となる。より具体的には、サイドメンバアウタパネル6側の凹状段部3における立壁3aの高さ(平坦なフランジ6c面からの深さ)hと、ルーフパネル1側の凹状段部2における立壁2aの高さ(平坦なフランジ1c面からの深さ)hとが重要となる。
これら図1、2の態様では、凹状段部の形状につき、各フランジ1cや6cの下方に凹む、平面的に矩形な形状の段差あるいは凹みを例示している。すなわち、各々の凹状段部2、3における、車幅方向外側に存在している各立壁2a、3aだけでなく、車幅方向内側に存在している立壁2b、3bを含めて、四周囲(図1)あるいは対向する2面(図2)に立壁を有する矩形凹部形状を例示している。
以上のような構成からなる互いの凹状段部同士を、サイドメンバアウタパネル6側の凹状段部3における立壁3aが、ルーフパネル1側の凹状段部2における立壁2aを、車幅方向の外側より支持するよう重ね合わせる。すなわち、これら互いの立壁2a、3a同士を、立壁2aが車幅方向内側、立壁3aが車幅方向外側となるように、接触させた状態で、ルーフパネル1側の凹状段部2を、相対応するサイドメンバアウタパネル6側の凹状段部3に重ね合わせる。
以上のような本発明の互いに重なり合う凹状段部は、アルミニウム合金製ルーフパネルのフランジと、鋼製サイドパネルのサイドメンバアウタパネルのフランジとの剛性を大きく向上させる。この剛性向上は、前記熱荷重やズレ変形の大きさ自体を低減する効果もあり、薄板からなる両パネルの、成形後の車体組み立て工程への搬送時や組み立て時の座屈変形を防止する効果もある。また、アルミニウム合金製ルーフパネルのフランジよりも内側にあるルーフパネル意匠面1aの剛性、あるいは局部的な変形抵抗を高める効果もある。この結果、ルーフパネル意匠面1aの、前記膨張変形による上下方向の変形を抑制することができ、ルーフパネルの意匠性を保持する効果もある。
前記特許文献9、10のように、ルーフパネルフランジに上方に凸な凸型ビードを幾ら設けても、フランジの剛性が多少向上するのみである。すなわち、本発明のサイドメンバアウタパネル6側の凹状段部3とルーフパネル1側の凹状段部2とが共同で達成するような、前記熱荷重やズレ変形を、ルーフパネル1側へ大きな反力を与えることなく弾力的あるいは弾性的に受け止めて吸収する作用効果は達成できない。
本発明で用いるルーフパネル用の素材アルミニウム合金板は、通常、板の製造がしやすく、ルーフパネルへの成形が容易で、強度にも優れたAA乃至JIS 3000系、5000系、6000系等のアルミニウム合金が適宜選択して用いられる。特に、6000系アルミニウム合金は、自動車車体の塗装焼き付け処理条件での人工時効硬化性を有する。このため、軽量化のために薄肉化されたルーフパネルとして必要な強度 (耐力) を得るのに合金元素量が少なくて済み、そのスクラップを元の6000系アルミニウム合金の溶解原料としてリサイクルできる利点がある。
本発明で用いる鋼製サイドパネル用の素材鋼板は、従来からこれらに汎用される通常の鋼板、その表面に亜鉛系などの被覆層がめっきなどで被覆されている鋼板、鋼種として、軟鋼、高張力鋼(ハイテン)などの種々の鋼板が適用される。これら鋼板の厚さtも0.5〜3.0mmから選択されることが好ましい。
2、3、4、9: 凹状段部、2a、3a、4a、9a: 立壁、2b、3b: 立壁、2c、3c、4c、9c:底部、5:自動車車体、6:サイドメンバアウタ、7:サイドメンバインナ、8:ルーフサイドレール、10: 接合部、32: ルーフパネルリインフォースメント、33: ウインドシールドヘッダパネル、34: バックウインドウフレームアッパ
Claims (6)
- 自動車車体におけるアルミニウム合金製ルーフパネルの鋼製サイドパネルへの取り付け構造であって、前記ルーフパネルの車幅方向の両端を折り曲げて、立壁とこれに続く平坦なフランジとからなる側縁部を構成する一方、車幅方向の両側にあって前記鋼製サイドパネルを構成するサイドメンバアウタパネルの車幅方向の内側端部も折り曲げて、立壁とこれに続く平坦なフランジとからなる側縁部を構成し、これら互いの前記フランジに、立壁を有する凹状段部を、これら互いの凹状段部同士が相対応する各位置であって、車幅方向と車体前後方向とに亘って延在するよう、成形によって一体に各々設け、前記サイドメンバアウタパネル側の凹状段部における前記立壁が前記ルーフパネル側の凹状段部における前記立壁を車幅方向の外側より支持するよう、前記サイドメンバアウタパネル側の凹状段部における前記立壁と前記ルーフパネル側の凹状段部における前記立壁とを互いに接触させた状態で、前記ルーフパネル側の凹状段部を相対応する前記サイドメンバアウタパネル側の凹状段部に重ね合わせ、その上で互いの前記フランジ同士が接合されていることを特徴とするアルミニウム合金製ルーフパネルの取り付け構造。
- 前記サイドメンバアウタパネル側の凹状段部における前記立壁の高さと、前記ルーフパネル側の凹状段部における前記立壁の高さとが、前記ルーフパネルの板厚の1.2倍〜3.0倍の範囲の高さを有する請求項1に記載のアルミニウム合金製ルーフパネルの取り付け構造。
- 前記サイドメンバアウタパネル側の凹状段部における前記立壁の壁面であって、前記ルーフパネル側の凹状段部における前記立壁を前記車幅方向の外側より支持する壁面の延在方向が、自動車車体の焼き付け塗装工程における前記ルーフパネルからの熱荷重の負荷方向あるいは前記ルーフパネルの熱膨張によるズレ変形の方向に対して、正対する方向である請求項1または2に記載のアルミニウム合金製ルーフパネルの取り付け構造。
- 前記サイドメンバアウタパネル側の凹状段部と、前記ルーフパネル側の凹状段部とが、各々の前記フランジの車体前後方向に亘って間隔をあけて複数個配置されているか、前記フランジの車体前後方向に亘って一体に延在する樋状に形成されている請求項1乃至3のいずれか1項に記載のアルミニウム合金製ルーフパネルの取り付け構造。
- 前記アルミニウム合金製ルーフパネルのフランジと、前記サイドメンバアウタパネルのフランジとが熱硬化型接着樹脂によって接合されている請求項1乃至4のいずれか1項に記載のアルミニウム合金製ルーフパネルの取り付け構造。
- 前記サイドメンバアウタパネルに加えて、前記鋼製サイドパネルを構成するルーフサイドレールの車幅方向の内側に設けた平坦なフランジにも、あるいは、更に前記鋼製サイドパネルを構成するサイドメンバインナパネルの車幅方向の内側に設けた平坦なフランジにも、これら互いの前記フランジに、立壁を有する凹状段部を、前記サイドメンバアウタパネル側の凹状段部に相対応する各位置と大きさに、成形によって一体に設け、これらの凹状段部を前記サイドメンバアウタパネルの凹状段部に下側から各々重ね合せた請求項1乃至5のいずれか1項に記載のアルミニウム合金製ルーフパネルの取り付け構造。
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