JP6318988B2 - 車両上部構造 - Google Patents

Description

本発明は、車両上部構造に係り、特にルーフパネルとルーフサイドレールとが異種材料である場合の車両上部構造に関する。

従来、車両のルーフパネルと車両のルーフサイドレールとを溶接により接合し、当該接合部分に、ルーフモールを設けた車両パネル接合構造が提案されている。また、ルーフパネルとルーフサイドレールとをレーザブレージング（ロウ付け）によって接合する技術も提案されている（特許文献１参照）。

特開２００４−０８３８７８号公報

しかしながら、ルーフサイドレールとルーフパネルとが異種材料で構成されている場合、熱膨張率が異なるため、溶接やロウ付けにより接合された接合部に応力が集中し、両者間に歪が生じることが考えられる。

本発明は上記事実を考慮し、異なる熱膨張率の材料で形成されたルーフサイドレールとルーフパネルとの歪を抑制することが可能な車両上部構造を得ることが目的である。

本発明の請求項１に係る車両上部構造は、車両幅方向の両端に配置され、車両前後方向に延在するルーフサイドレールと、前記ルーフサイドレールと熱膨張率が異なる材料で構成されたルーフパネルと、を有し、前記ルーフパネルは、車両ルーフの外板を構成するルーフ本体部と、前記ルーフ本体部の車両幅方向端部において車両下側へ屈曲されルーフサイドレールに対して車両幅方向に離間して空間を形成する縦壁部と、前記縦壁部の下端部から車両幅方向内側へ延び前記ルーフサイドレールと弾性変形可能な接着剤を介して接合された横壁部と、を有し、前記空間に、前記ルーフサイドレールと前記縦壁部の上端との間を覆い且つ弾性部材からなる外装部材を配置した、ことを特徴とする。

請求項１に係る車両上部構造では、ルーフサイドレールとルーフパネルとは、熱膨張率が異なる材料で構成されている。ルーフパネルは、車両ルーフの外板を構成するルーフ本体部と、ルーフ本体部の車両幅方向端部において車両下側へ屈曲された縦壁部と、縦壁部の下端部から車両幅方向内側へ延びる横壁部と、を有している。横壁部は、ルーフサイドレールと接着剤を介して接合され、縦壁部とルーフサイドレールとは車両幅方向に離間して空間が形成されている。

上記構成によれば、ルーフサイドレールとルーフパネルとの熱膨張率が異なっても、接着剤を介して接合された横壁部とルーフサイドレールとは接着剤を変形させつつ相対移動することができる。また、互いに近づくように相対移動する際にはその移動が空間で吸収される。したがって、ルーフサイドレールとルーフパネルとの熱膨張率が異なっても、両者の接合部分への応力集中が抑制され、両者間の歪を抑制することができる。

本発明の請求項２に係る車両上部構造は、前記ルーフ本体部、前記縦壁部、及び前記横壁部が一枚板で形成されている。

請求項１に係る車両上部構造では、空間に弾性部材からなり、且つ、ルーフサイドレールと縦壁部の上端との間を覆う外装部材が配置されている。したがって、空間が覆われて外観を向上させることができる。また、外装部材は弾性部材なので、ルーフサイドレールと横壁部が車両幅方向に相対移動する時に、その移動に追随して移動させることができる。

本発明の請求項３に係る車両上部構造は、車両幅方向に延在され、前記ルーフパネルと前記ルーフサイドレールとに接合されるルーフリインフォースメントを備えている。

請求項３に係る車両上部構造では、ルーフリインフォースメントがルーフパネルとルーフサイドレールとに接合されている。すなわち、ルーフパネルは、直接ルーフサイドレールと接合されると共にルーフリインフォースメントを介してもルーフサイドレールと接合されている。したがって、ルーフパネルのルーフサイドレールに対する接合強度を高めることができる。

本発明の請求項４に係る車両上部構造は、前記ルーフリインフォースメントは、前記ルーフパネルと熱膨張率が異なる材料で構成され、前記横壁部と接着剤を介して接合されている、ことを特徴とする。

請求項４に係る車両上部構造では、ルーフリインフォースメントも、ルーフパネルと熱膨張率が異なる材料で構成されている。上記構成によれば、横壁部とルーフリインフォースメントとが接着剤を介して接合されているので、横壁部とルーフリインフォースメントとは接着剤を変形させつつ相対移動することができる。したがって、両者の接合部分への応力集中が抑制され、両者間の歪を抑制することができる。

請求項１に係る車両上部構造によれば、熱膨張率が異なる材料で形成されたルーフサイドレールとルーフパネルとの歪を抑制することができる。

請求項１に係る車両上部構造によれば、外装部材により空間の拡縮に対応しつつ空間を覆って外観を向上させることができる。

請求項３に係る車両上部構造によれば、ルーフパネルのルーフサイドレールに対する接合強度を高めることができる。

請求項４に係る車両上部構造によれば、ルーフリインフォースメントとルーフパネルとの間の歪も抑制することができる。

本発明の第１実施形態に係る車両ルーフの上部を示す斜視図である。 図１のＡ−Ａ線に沿った車両ルーフの縦断面図である。 本発明の実施形態に係る車両ルーフの前方角部を示す斜視図である。 本発明の第１実施形態の変形例に係る車両ルーフの片側の縦断面図である。 本発明の第２実施形態に係る車両ルーフの片側の縦断面図である。

［第１実施形態］

以下、図面を用いて、本発明に係る車両上部構造の第１実施形態について説明する。

図１には、本発明に係る車両上部構造が適用された車両ルーフ１０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。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３０及び車両幅方向の両端に設けられたルーフサイドレール１２を有している。ルーフパネル３０により、車両の外板が構成されている。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延在されている。

図２に示されるように、ルーフサイドレール１２は、レールインナパネル１４、レールアウタリインフォース１６、及びサイドアウタパネル１８の三枚のパネルで構成されている。レールインナパネル１４は車室内側に配置され、レールアウタリインフォース１６はレールインナパネル１４よりも車室外側に配置されている。レールインナパネル１４とレールアウタリインフォース１６とで閉断面が形成されている。サイドアウタパネル１８は、レールアウタリインフォース１６の車室外側に配置されている。なお、レールインナパネル１４、レールアウタリインフォース１６及びサイドアウタパネル１８は、いずれも鋼板製とされている。

レールインナパネル１４は、レールアウタリインフォース１６との間で閉断面を形成する本体部１４Ａと、この本体部１４Ａの内端部から車両幅方向内側へ略水平に屈曲された内側フランジ部１４Ｂと、本体部１４Ａの外端部から斜め下方外向きに屈曲された外側フランジ部１４Ｃと、によって構成されている。

レールアウタリインフォース１６は、断面がやや開いたハット状に形成され、本体部１４Ａと対向するように配置された本体部１６Ａと、この本体部１６Ａの内端部から車両幅方向内側へ略水平に屈曲された内側フランジ部１６Ｂと、本体部１６Ａの外端部から斜め下方外向きに屈曲された外側フランジ部１６Ｃと、によって構成されている。

サイドアウタパネル１８は、レールアウタリインフォース１６の本体部１６Ａを車室外側から覆うことが可能な凸形状の本体部１８Ａと、この本体部１８Ａの内端部から車両幅方向内側へ略水平に屈曲された内側フランジ部１８Ｂと、本体部１８Ａの外端部から斜め下方外向きに屈曲された外側フランジ部１８Ｃと、によって構成されている。内側フランジ部１８Ｂは、後述する横壁部３６の車両幅方向端部よりも車両内側に突出された取付部１８Ｄを有しており、取付部１８Ｄには、接合用のボルト穴１８Ｈが形成されている。また、本体部１８Ａの車両幅方向内側には、車両上下方向に配置されるレール縦壁部１８ＡＴが形成されている。

上記のレールインナパネル１４の内側フランジ部１４Ｂと、レールアウタリインフォース１６の内側フランジ部１６Ｂと、サイドアウタパネル１８の内側フランジ部１８Ｂの三枚は、重ね合わされてスポット溶接により結合されている。同様に、レールインナパネル１４の外側フランジ部１４Ｃと、レールアウタリインフォース１６の外側フランジ部１６Ｃと、サイドアウタパネル１８の外側フランジ部１８Ｃの三枚は、重ね合わされてスポット溶接により結合されている。これにより、ルーフサイドレール１２に、車両前後方向に沿って車両骨格部材が形成されている。

ルーフパネル３０は、車両上方側へ凸となる緩やかな湾曲形状に形成され、キャビンを車両上方側から覆うルーフ本体部３２を備えている。ルーフ本体部３２の車両幅方向の両端部には、車両下方側へ屈曲され車両上下方向に配置される縦壁部３４が形成されている。縦壁部３４は、レール縦壁部１８ＡＴよりも短く、レール縦壁部１８ＡＴと向き合い且つレール縦壁部１８ＡＴと離間配置されている。縦壁部３４とレール縦壁部１８ＡＴとの間には、空間としての変動吸収空間４０が構成されている。変動吸収空間４０の車両幅方向の長さ（以下「変動吸収長さＷ１」という）は、想定される温度変化と、サイドアウタパネル１８とルーフパネル３０との熱膨張率の相違を考慮し、両者の相対移動による互いの干渉がないように設定される。縦壁部３４の下端部からは、車両内側へ延びる横壁部３６が形成されている。

図３に示されるように、ルーフパネル３０の車両前方端部には、前端縦壁部３８及び前端フランジ部３９が形成されている。前端縦壁部３８は、ルーフ本体部３２の車両前端から車両下方へ屈曲され車両上下方向に配置されている。前端フランジ部３９は、前端縦壁部３８の下端から車両前方へ屈曲されている。ルーフパネル３０は、アルミ製とされている。

一対のルーフサイドレール１２の間には、複数のルーフリインフォースメント５０が架け渡されている。図１では、１本のルーフリインフォースメント５０のみ図示している。図３に示されるように、ルーフリインフォースメント５０は、断面がハット状とされている。ルーフリインフォースメント５０は、側部５２、底部５４、及び、フランジ部５６を備え、底部５４の両端に一対の側部５２が立ち上がるように形成され、各々の側部５２の上端からフランジ部５６が互いに離れる方向に延出形成されている。底部５４には、ボルト穴１８Ｈに対応する位置に、ボルト穴５４Ｈが形成されている。ルーフリインフォースメント５０は、アルミ製とされている。

ルーフリインフォースメント５０は、車両幅方向に延出され、車両幅方向両端の底部５４がサイドアウタパネル１８の内側フランジ部１８Ｂ及びルーフパネル３０の横壁部３６の上に配置されている。横壁部３６と底部５４とは、ろう付けにより接合されており、横壁部３６と底部５４の境界部分には、ろう材５５が施されている。ルーフリインフォースメント５０のフランジ部５６は、ルーフ本体部３２と接合されている。

ルーフパネル３０の横壁部３６は、内側フランジ部１８Ｂの上に配置され、接着剤２０を介して内側フランジ部１８Ｂの上面と接合されている。ここで使用される接着剤２０は、弾性変形可能なものであることが好ましい。

内側フランジ部１８Ｂから突出された取付部１８Ｄと底部５４とは、ボルト穴１８Ｈ及びボルト穴５４Ｈに挿入されたボルト（不図示）により締結されている。

変動吸収空間４０には、外装部材としての弾性変形可能なゴム材（弾性部材）のゴムリップ２２が配置されている。ゴムリップ２２は、本体部２２Ａ及びリップ部２２Ｂを有している。ゴムリップ２２は、ルーフパネル３０の車両前後方向一端から他端まで延びる長尺とされている。本体部２２Ａは、下部が内側フランジ部１８Ｂの上面に密着されると共に、車両幅方向の側部が縦壁部３４と密着されている。リップ部２２Ｂは、本体部２２Ａの上端から、車両幅方向の車両外側へ延出されている。リップ部２２Ｂにより、サイドアウタパネル１８のレール縦壁部１８ＡＴ上端と縦壁部３４の上端との間が覆われている。

次に、本実施形態の作用並びに効果を説明する。

ルーフパネル３０とルーフサイドレール１２とを接合する際には、まず、ルーフパネル３０とルーフリインフォースメント５０とを接合する。当該接合は、ルーフリインフォースメント５０の長手方向両端の底部５４を各々ルーフパネル３０の横壁部３６の上面に載せ、両者の間をろう付けする。次に、サイドアウタパネル１８の内側フランジ部１８Ｂ上に接着剤２０を塗布し、ルーフリインフォースメント５０が接合されたルーフパネル３０を、内側フランジ部１８Ｂ上に載せ、接着剤２０を介して、内側フランジ部１８Ｂとルーフパネル３０の横壁部３６とを接合する。このとき、レール縦壁部１８ＡＴと縦壁部３４の間がＷ１程度離間するようにする。そして、ボルト穴１８Ｈ、５４Ｈにボルト（不図示）を挿入し、不図示のナットと共に底部５４と内側フランジ部１８Ｂとを締結して、ルーフリインフォースメント５０とサイドアウタパネル１８とを接合する。

上記のようにサイドアウタパネル１８、ルーフパネル３０及びルーフリインフォースメント５０を接合した後、ゴムリップ２２を変動吸収空間４０に配置し、リップ部２２Ｂでレール縦壁部１８ＡＴの上端と縦壁部３４の上端との間の幅Ｗ１の離間部分を覆う。

本実施形態では、横壁部３６と内側フランジ部１８Ｂとは接着剤２０を介して接合されている。したがって、ルーフサイドレール１２とルーフパネル３０との熱膨張率が異なっても、横壁部３６と内側フランジ部１８Ｂとは接着剤２０を変形させつつ相対移動することができる。また、横壁部３６とレール縦壁部１８ＡＴとが互いに近づくように相対移動する際には、その移動が変動吸収空間４０で吸収される。したがって、ルーフサイドレール１２とルーフパネル３０の歪を抑制することができる。

また、本実施形態では、変動吸収空間４０がゴムリップ２２により覆われているので、外観を向上させることができる。さらに、ゴムリップ２２は弾性変形可能なので、横壁部３６と内側フランジ部１８Ｂとが相対移動する時に、その移動に追随して移動させることができる。

また、本実施形態では、ルーフリインフォースメント５０が、ルーフサイドレール１２の内側フランジ部１８Ｂ及びルーフパネル３０の横壁部３６と接合されているので、ルーフパネル３０のルーフサイドレール１２に対する接合強度を高めることができる。

また、本実施形態では、変動吸収空間４０にゴムリップ２２を配置して、変動吸収空間４０を覆ったが、他の部材により変動吸収空間４０を覆ってもよい。例えば、図４に示されるように、変動吸収空間４０にシーラー２４を充填してもよい。

また、本実施形態では、ルーフパネル３０をアルミ製とする例で説明したが、本発明に係る車両上部構造は、ルーフパネル３０が、アルミ以外の材料で形成されている場合にも適用可能である。例えば、ＣＦＲＰ（炭素繊維強化樹脂）を材料とするルーフパネルにおいても、適用することができる。

［第２実施形態］

次に、本発明に係る車両上部構造の第２実施形態について説明する。本実施形態では、第１実施形態と同様の部分にいついては同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

第２実施形態に係る車両ルーフ６０は、ルーフリインフォースメント５０が鋼板製であり、ルーフパネル３０と異種材料である。図５に示されるように、サイドアウタパネル１８には、取付部１８Ｄは形成されておらず、ルーフリインフォースメント５０の底部５４は、内側フランジ部１８Ｂの上部に溶接されている。

ルーフパネル３０の横壁部３６は、内側フランジ部１８Ｂの上に配置され、接着剤２０を介して内側フランジ部１８Ｂの上面と接合されている。横壁部３６は、ルーフリインフォースメント５０の配置されている部分では、底部５４の上に配置され、接着剤２０を介して底部５４の上面と接合されている。

次に、本実施形態の作用並びに効果を説明する。

ルーフパネル３０とルーフサイドレール１２とを接合する際には、まず、ルーフサイドレール１２の内側フランジ部１８Ｂとルーフリインフォースメント５０の底部とを溶接する。そして、内側フランジ部１８Ｂ及び底部５４の両端に接着剤２０を塗布し、ルーフパネル３０を内側フランジ部１８Ｂ及び底部５４上に載せ、接着剤２０を介して、内側フランジ部１８Ｂ及び底部５４とルーフパネル３０の横壁部３６とを接合する。

本実施形態では、横壁部３６と内側フランジ部１８Ｂ及び底部５４とが接着剤２０を介して接合されている。したがって、ルーフサイドレール１２及びルーフリインフォースメント５０とルーフパネル３０との熱膨張率が異なっても、横壁部３６と内側フランジ部１８Ｂ及びルーフリインフォースメント５０とは接着剤２０を変形させつつ相対移動することができる。また、横壁部３６とレール縦壁部１８ＡＴとが互いに近づくように相対移動する際には、その移動が変動吸収空間４０で吸収される。したがって、ルーフサイドレール１２とルーフパネル３０の歪を抑制することができる。

なお、本実施形態においても、ゴムリップ２２に変えて、変動吸収空間４０にシーラー２４を充填してもよい。また、ルーフパネル３０が、アルミ以外の材料、例えば、ＣＦＲＰ（炭素繊維強化樹脂）を材料とするものであってもよい。

１０ 車両ルーフ
１２ ルーフサイドレール
２０ 接着剤
２２ ゴムリップ（外装部材）
２４ シーラー（外装部材）
３０ ルーフパネル
３２ ルーフ本体部
３４ 縦壁部
３６ 横壁部
４０ 変動吸収空間（空間）
５０ ルーフリインフォースメント
６０ 車両ルーフ

Claims (4)

1. 車両幅方向の両端に配置され、車両前後方向に延在するルーフサイドレールと、
   前記ルーフサイドレールと熱膨張率が異なる材料で構成されたルーフパネルと、を有し、
   前記ルーフパネルは、車両ルーフの外板を構成するルーフ本体部と、前記ルーフ本体部の車両幅方向端部において車両下側へ屈曲されルーフサイドレールに対して車両幅方向に離間して空間を形成する縦壁部と、前記縦壁部の下端部から車両幅方向内側へ延び前記ルーフサイドレールと弾性変形可能な接着剤を介して接合された横壁部と、を有し、前記空間に、前記ルーフサイドレールと前記縦壁部の上端との間を覆い且つ弾性部材からなる外装部材を配置した、ことを特徴とする、
   車両上部構造。
2. 前記ルーフ本体部、前記縦壁部、及び前記横壁部が一枚板で形成されている、請求項１に記載の車両上部構造。
3. 車両幅方向に延在され、前記ルーフパネルと前記ルーフサイドレールとに接合されるルーフリインフォースメントを備えた、請求項１または請求項２に記載の車両上部構造。
4. 前記ルーフリインフォースメントは、前記ルーフパネルと熱膨張率が異なる材料で構成され、前記横壁部と接着剤を介して接合されている、ことを特徴とする、請求項３に記載の車両上部構造。

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