JP7052629B2 - 樹脂ルーフパネル - Google Patents

Description

本発明は、樹脂ルーフパネルに関する。

特許文献１には、樹脂製のルーフパネルにおいて、ルーフパネル本体に対して、車両前後方向に沿って補強リブが一体成形された技術が開示されている。

特開２０１２－１０６５６３号公報

しかしながら、上記先行技術では、ルーフパネル本体に対して当該補強リブが一体成形されるので、当該ルーフパネル本体は、一般部に対して局所的に肉厚が厚くなる厚肉部が形成されることになる。一般に、成形品において、一般部に対して局所的に厚肉部が形成された場合、一般部と厚肉部とでは、成形後において、肉厚の差によって生じる溶融樹脂の硬化時間が異なり、厚肉部ではヒケやボイド等が発生する可能性がある。したがって、先行技術におけるルーフパネル本体では、厚肉部を中心にヒケ等による凹みが意匠面側に生じる可能性がある。

本発明は上記事実を考慮し、ルーフパネル本体に厚肉部が一体成形されたとしても、意匠面側においてヒケの発生を抑制することが可能となる樹脂ルーフパネルを得ることが目的である。

請求項１に記載の本発明に係る樹脂ルーフパネルは、車両前後方向及び車両幅方向に沿って車両上方側へ向ってそれぞれなだらかに膨らむ意匠面が形成された樹脂製のルーフパネル本体と、前記ルーフパネル本体に対して一体成形されると共に、車両前後方向及び車両幅方向に沿って車両下方側へ向かってなだらかな球状を成して膨んで形成された球面状凸部と、前記ルーフパネル本体における少なくとも車両前後方向の中央部に設けられ、車両幅方向に沿って前記球面状凸部が複数配置され、隣り合う前記球面状凸部同士の一部が重なるように形成された球面状凸部群と、を有している。

請求項１に記載の本発明に係る樹脂ルーフパネルは、車両前後方向及び車両幅方向に沿って車両上方側へ向ってそれぞれなだらかに膨らむ意匠面が形成された樹脂製のルーフパネル本体を備えている。このルーフパネル本体には、複数の球面状凸部が一体成形されている。この球面状凸部は、車両前後方向及び車両幅方向に沿って車両下方側へ向かってなだらかな球状を成して膨んで形成されている。
ここで、ルーフパネル本体における少なくとも車両前後方向の中央部には、車両幅方向に沿って球面状凸部が複数配置されると共に、隣り合う当該球面状凸部同士の一部が重なるように形成された球面状凸部群が設けられている。

このように、ルーフパネル本体に球面状凸部が設けられることにより、当該ルーフパネル本体において、球面状凸部が設けられた部位では、当該球面状凸部が設けられていない一般部よりも肉厚が厚くなる（厚肉部）。これにより、樹脂ルーフパネル（ルーフパネル本体）の剛性を向上させることができる。

ところで、比較例として、ルーフパネル本体において、リブによる厚肉部を形成した場合、一般部と厚肉部とでルーフパネル本体の肉厚が急に変化するため、前述のように、ルーフパネル本体の成形後において、当該ルーフパネル本体の意匠面側には、厚肉部を中心にヒケ等による凹みが生じる可能性がある。

これに対して、本発明では、ルーフパネル本体に対して一体成形された球面状凸部は、車両前後方向及び車両幅方向に沿って車両下方側へ向かってなだらかに膨んだ形状とされている。このため、当該球面状凸部では、その外縁部から頂部へ向かって徐々に肉厚が増えていくこととなる。

これにより、本発明では、ルーフパネル本体の成形後において、溶融樹脂の冷却が徐々に進むこととなる。つまり、本発明では、ルーフパネル本体の成形後において、部分的に溶融樹脂の硬化時間が早くなったり遅くなったりする等、硬化時間が大きく変わることを抑制することが可能となる。これにより、本発明では、樹脂ルーフパネルの意匠面において、ヒケの発生を抑制することが可能となる。
さらに、本発明では、ルーフパネル本体における少なくとも車両前後方向の中央部には、車両幅方向に沿って球面状凸部が複数配置されると共に、隣り合う当該球面状凸部同士の一部が重なるように形成された球面状凸部群が設けられている。

なお、ここでの「なだらかに膨らむ」について、一つの曲率でなだらかに膨らむように形成されてもよいし、複数の曲率を連続させて（いわゆる自由曲面）なだらかに膨らむように形成されてもよい。また、ここでの「球状」について、必ずしも完全な球である必要はない。つまり、車両前後方向の曲率と車両幅方向に沿った曲率を必ずしも一致させる必要はない。

請求項２に記載の本発明に係る樹脂ルーフパネルは、請求項１に記載の本発明に係る樹脂ルーフパネルにおいて、前記球面状凸部群は、前記ルーフパネル本体における車両幅方向の両端部を車両幅方向に沿って連続的に繋いでいる。
請求項２に記載の本発明に係る樹脂ルーフパネルでは、当該球面状凸部群によって、ルーフパネル本体における車両幅方向の両端部が車両幅方向に沿って連続的に繋がれることにより、樹脂ルーフパネルは補強され、樹脂ルーフパネルにおいて張り剛性等を確保することができる。
さらに、ここでの「連続的に繋ぐ」について、車両幅方向に隣り合って配置された複数の球面状凸部において、隣り合う球面状凸部同士の一部が互いに重なり合う状態であること以外に、隣り合う球面状凸部同士の外縁が互いに接触する状態であることも含まれる。さらには、隣り合う球面状凸部の外縁同士の間に僅かに隙間が設けられている場合であっても、複数の球面状凸部が全体として連続的に繋がれていればよい。

本発明は、ルーフパネル本体に厚肉部が一体成形されたとしても、意匠面においてヒケの発生を抑制することができる、という優れた効果を有する。

本実施の形態に係る樹脂ルーフパネルを上方かつ斜め前方側から見た斜視図である。 図１で示す２－２線で切断したときの断面図である。 本実施の形態に係る樹脂ルーフパネルに設けられた球面状凸部を下方かつ斜め前方側から見た斜視図である。 図１で示す４－４線で切断したときの断面図である。 車体及び意匠面を構成する外板部材を示す車両の分解斜視図である。

以下、図面を用いて本発明の実施形態に係る樹脂ルーフパネルについて説明する。なお、各図に適宜記す矢印ＦＲ、矢印ＵＰ、矢印ＲＨは、車両の前方向（進行方向）、上方向、右方向をそれぞれ示している。以下、単に前後、左右、上下の方向を用いて説明する場合、特に断りのない限り、車両前後方向の前後、車両左右方向（車両幅方向）の左右、車両上下方向の上下を示すものとする。また、各図においては、図面を見易くする関係から一部の符号を省略している場合がある。

（樹脂ルーフパネルの構成）
まず、本実施の形態に係る樹脂ルーフパネルの構成について説明する。

図１には、車両１０の上部を構成するルーフパネル（樹脂ルーフパネル）１２を上方かつ斜め前方側から見た斜視図が示されている。図１に示されるルーフパネル１２は、熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂で形成された板状部材であり、車両幅方向及び車両前後方向に沿って延在されている。なお、樹脂には、例えば、タルク、ガラス繊維、カーボン繊維等のフェラーが添加されている。また、板状部材の少なくとも一部にガラス繊維やカーボン繊維で補強されたランダム繊維材が用いられてもよい。

当該ルーフパネル１２の車両幅方向の両端部１２Ａには、ルーフサイドレール１４が車両前後方向に沿ってそれぞれ延在されている。そして、ルーフパネル１２の前端部１２Ｂには、車両幅方向に沿ってフロントルーフヘッダ１６が設けられており、当該フロントルーフヘッダ１６によって左右一対のルーフサイドレール１４同士が繋がれている。また、ルーフパネル１２の後端部１２Ｃには、車両幅方向に沿ってリヤルーフヘッダ１８が設けられており、当該リヤルーフヘッダ１８によって左右一対のルーフサイドレール１４同士が繋がれている。

また、ルーフパネル１２は、車両前後方向及び車両幅方向に沿って車両上方側へ向ってそれぞれなだらかに膨らむ意匠面２０が形成されている。なお、当該意匠面２０を形成する曲率は、車両前後方向、車両幅方向のそれぞれにおいて、一つの曲率で構成されてもよいし、連続する複数の曲率で構成されてもよい。

また、ルーフパネル１２の車両前後方向の中央部１２Ｄには、平面視で円形状とされた球面状凸部２２が車両幅方向に沿って複数（ここでは５個）設けられている。これら複数の球面状凸部２２により、ルーフパネル１２の車両幅方向の両端部１２Ａは、車両幅方向に沿って連続的に繋がれている。なお、以下の説明では、便宜上、複数の球面状凸部２２で構成された肉厚部を球面状凸部群２４という。

図２に示されるように、球面状凸部２２は、ルーフパネル本体２６に対して一体成形されており、車両前後方向及び車両幅方向に沿って車両下方側へ向かってなだらかな球状を成して膨んでいる。このため、球面状凸部２２では、ルーフパネル本体２６の一般部２６Ａの肉厚ｔ１よりも厚くなっており、球面状凸部２２の頂部２２Ａは肉厚ｔ２となっている。なお、ルーフパネル１２の「一般部２６Ａ」は、球面状凸部２２が形成されていない部位を称する。

また、図２、図３に示されるように、当該球面状凸部２２は、隣り合う球面状凸部２２同士の一部が互いに重なり合った（重なり部２８）状態で配置されている。そして、図１に示されるように、ルーフパネル１２の車両幅方向の両端部１２Ａ側に位置する球面状凸部２２の外縁２２Ｂは、ルーフパネル１２の意匠面２０の車両幅方向の両端２０Ａにそれぞれ位置するように設定されている。なお、球面状凸部２２の外縁２２Ｂは、必ずしもルーフパネル１２の意匠面２０の車両幅方向の両端２０Ａに位置するように設定される必要はない。

また、ルーフパネル１２の球面状凸部群２４の前方側には、平面視で円形状とされた球面状凸部３０が、ルーフパネル本体２６の車両幅方向の左右にそれぞれ設けられている。図４に示されるように、球面状凸部３０は、球面状凸部２２（図２参照）と同様に、ルーフパネル本体２６に対して一体成形されており、車両前後方向及び車両幅方向に沿って車両下方側へ向かってなだらかな球状を成して膨んでいる。そして、図１に示されるように、球面状凸部３０は、球面状凸部２２よりも大径となるように設定されており、球面状凸部３０Ａと球面状凸部３０Ｂの間には、隙間が設けられている。

一方、ルーフパネル１２の球面状凸部群２４の後方側には、平面視で円形状とされた球面状凸部３２が、車両幅方向の左右にそれぞれ設けられている。この球面状凸部３２は、球面状凸部３０と同様に、ルーフパネル本体２６に対して一体成形され、車両前後方向及び車両幅方向に沿って車両下方側へ向かってなだらかな球状を成して膨み、球面状凸部２２よりも大径となるように設定されている。そして、本実施形態では、球面状凸部３２は、球面状凸部３２Ａの外縁３２Ａ１と球面状凸部３２Ｂの外縁３２Ｂ１が接触するように配置されている。

ここで、前述のように、球面状凸部３２は、球面状凸部３２Ａの外縁３２Ａ１と球面状凸部３２Ｂの外縁３２Ｂ１が接触するに配置されているが、球面状凸部２２と同様に、隣り合う球面状凸部３２Ａ、３２Ｂ同士の一部が互いに重なり合うように配置されてもよい。また、球面状凸部３０と同様に、球面状凸部３２Ａと球面状凸部３２Ｂの間に隙間が設けられるように設定されてもよい。

また、球面状凸部３０においても球面状凸部３２と同様に、球面状凸部３０Ａの外縁３０Ａ１と球面状凸部３０Ｂの外縁３０Ｂ１が接触するように配置されてもよいし、球面状凸部２２と同様に、隣り合う球面状凸部３０Ａ、３０Ｂ同士の一部が互いに重なり合うように配置されてもよい。

さらに、球面状凸部群２４（図２参照）においても球面状凸部３０、３２と同様、隣り合う球面状凸部２２同士の一部が必ずしも重なり合う必要はない。すなわち、球面状凸部群２４において、球面状凸部３２と同様、隣り合う球面状凸部２２同士の外縁２２Ｂが互いに接触するように配置されてもよいし、球面状凸部３０と同様、隣り合う球面状凸部２２の間に隙間が設けられるように設定されてもよい。

このように、球面状凸部２２、３０、３２において、それぞれ隣り合う球面状凸部２２、３０、３２同士で接触又は隙間を設けた場合、図示はしないが、それぞれ接触部、隙間部において、ルーフパネル１２の一般部２６Ａよりも肉厚を厚くした方が好ましい。

さらに、本実施形態では、ルーフパネル１２の球面状凸部群２４の前方側の左右に球面状凸部３０が形成され、ルーフパネル１２の球面状凸部群２４の後方側の左右に球面状凸部３２がそれぞれ形成されているが、これに限るものではない。例えば、ルーフパネル１２の球面状凸部群２４の前方側、後方側において、複数の球面状凸部２２で構成された球面状凸部群２４が形成されてもよいのは勿論のことである。

なお、球面状凸部２２、３０、３２の形状については、サイズ、面積、Ｒの大きさ、厚み等について、ルーフパネル１２として必要な剛性、強度により、適宜変更可能である。また、球面状凸部の数についても車種に応じて適宜増減可能であり、隣り合う球面状凸部間でサイズ等が異なっていてもよい。

（樹脂ルーフパネルの作用及び効果）
次に、本実施の形態に係る樹脂ルーフパネルの作用及び効果について説明する。

図１、図２に示されるように、本実施形態では、ルーフパネル１２の車両前後方向の中央部１２Ｄには、平面視で円形状とされ、ルーフパネル本体２６に対して一体成形された球面状凸部２２が車両幅方向に沿って複数設けられている。

この球面状凸部２２では、ルーフパネル本体２６の一般部２６Ａの肉厚ｔ１よりも厚くなっている。また、当該球面状凸部２２は、隣り合う球面状凸部２２同士の一部が互いに重なり合った（重なり部２８）状態で配置されている。このため、当該重なり部２８の肉厚ｔ３は、球面状凸部２２の頂部２２Ａの肉厚ｔ２よりも薄肉ではあるが、ルーフパネル本体２６の一般部２６Ａの肉厚ｔ１より厚肉となっている。

このように、ルーフパネル本体２６に球面状凸部２２が設けられることにより、当該ルーフパネル本体２６に一般部２６Ａよりも肉厚が厚くなった厚肉部を設けることができ、ルーフパネル１２の剛性を向上させることができる。

さらに、ルーフパネル１２の車両前後方向の中央部１２Ｄでは、複数の球面状凸部２２で構成された球面状凸部群２４によって、ルーフパネル１２の車両幅方向の両端部１２Ａが車両幅方向に沿って連続的に繋がれている。つまり、ルーフパネル１２の車両前後方向の中央部１２Ｄでは、ルーフパネル１２の一般部２６Ａの肉厚ｔ１よりも肉厚が厚くなった状態で、当該球面状凸部群２４を介して、ルーフパネル１２の車両幅方向の両端部１２Ａが繋がれることとなる。これにより、ルーフパネル１２は補強される。

また、ルーフパネル１２に設けられた球面状凸部２２、３０、３２は、ルーフパネル１２の車両前後方向及び車両幅方向に沿って車両下方側へ向かってなだらかな球状を成して形成されている。このため、当該ルーフパネル１２に対する変形入力に対して、球面状凸部２２、３０、３２では、応力集中を抑制し、入力された外力を効率よく分散させることができる。これにより、当該ルーフパネル１２の変形を抑制することができる。また、球面状凸部２２、３０、３２により、ルーフパネル１２において、剛性が必要な箇所に対して広範囲に厚みを持たせることができるため、耐荷重を向上させることができる。

以上のような構成により、本実施形態では、当該ルーフパネル１２の張り剛性、耐デント性、耐荷重性等を向上させることができる。また、ルーフパネル１２の剛性を向上させることで、当該ルーフパネル１２の変形が抑制され、車両の走行時におけるルーフパネル１２の振動を抑制できる。

一般に、ルーフパネルの肉厚は、車両重量やコスト面等を考慮すると薄い方が良いが、ルーフパネルの肉厚を薄くすることにより剛性や強度が不足する。本実施形態では、図１に示されるように、ルーフパネル１２に複数の球面状凸部２２、３０、３２を設けることにより、ルーフパネル１２を補強することができる。したがって、本実施形態では、ルーフパネル１２の肉厚を薄くすることによる剛性や強度の不足分を補完することが可能となる。

すなわち、本実施形態によれば、別部材を設けることなく、ルーフパネル１２自体の形状により、張り剛性、耐デント性、耐荷重性を確保することができるため、裏を返せば、本実施形態におけるルーフパネル１２に対して、張り剛性等を確保するための補強用のリインフォースメントが不要となる。

ここで、比較例について説明する。例えば、図示はしないが、ルーフパネル本体２６において、リブ等のようにルーフパネル本体２６の一般部２６Ａに対して肉厚が急に厚くなる厚肉部を形成した場合、ルーフパネル本体２６の成形後において、当該ルーフパネル本体２６の意匠面２０側には、厚肉部を中心にヒケ等による凹みが生じる可能性がある。

これに対して、本実施形態では、ルーフパネル本体２６に対して一体成形された球面状凸部２２、３０、３２は、車両前後方向及び車両幅方向に沿って車両下方側へ向かってなだらかに膨んだ形状とされている。このため、例えば、球面状凸部２２では、外縁２２Ｂから頂部２２Ａへ向かって徐々に肉厚が増えていくこととなる。

これにより、本実施形態では、ルーフパネル本体２６の成形後において、溶融樹脂の冷却が徐々に進むこととなる。つまり、本実施形態では、ルーフパネル本体２６の成形後において、部分的に溶融樹脂の硬化時間が早くなったり遅くなったりする等、硬化時間が大きく変わることを抑制することが可能となる。これにより、本実施形態では、ルーフパネル本体２６の意匠面２０において、ヒケの発生を抑制することが可能となる。

したがって、本実施形態では、ルーフパネル本体２６に厚肉部とされる球面状凸部２２が一体成形されたとしても、意匠面２０においてヒケの発生を抑制することができる。

ところで、本実施形態では、球面状凸部群２４は複数の球面状凸部２２で構成され、当該球面状凸部群２４によって、ルーフパネル１２の車両幅方向の両端部１２Ａが車両幅方向に沿って連続的に繋がれている。これに対して、球面状凸部３０、３２では、ルーフパネル１２の車両幅方向の端部１２Ａ間を繋いでいない。しかしながら、本発明では、ルーフパネル１２において、剛性が必要だとされる箇所に形成した厚肉部においてヒケを抑制することができればよいため、当該球面状凸部３０、３２によってルーフパネル１２の車両幅方向の両端部１２Ａが車両幅方向に沿って必ずしも繋がれる必要はない。

（その他の実施形態）
上記実施形態では、ルーフパネル１２を例に挙げて説明しているが、意匠面を構成する板状部材であればよいため、ルーフパネル１２に限るものではない。

例えば、図５には、車両１０において、車体１１及び意匠面を構成する板状部材を示す分解斜視図が示されているが、球面状凸部２２（図１参照）は、図５に示す車両１０の前部１０Ａに設けられたフード３６のアウタパネル３８に設けられてもよい。また、車両１０の後部１０Ｂに設けられたリッド４０のアウタパネル４２に球面状凸部２２が設けられてもよいし、車両１０の側部１０Ｃに設けられたサイドドア４４のアウタパネル４６やフェンダーパネル４８等にもそれぞれ球面状凸部２２が設けられてもよい。

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、一実施形態及び各種の変形例を適宜組み合わせて用いても良いし、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。

１０ 車両
１１ 車体
１２ ルーフパネル
１２Ａ 端部（ルーフパネル本体の車両幅方向の端部）
２０ 意匠面
２２ 球面状凸部
２４ 球面状凸部群
２６ ルーフパネル本体

Claims (2)

1. 車両前後方向及び車両幅方向に沿って車両上方側へ向ってそれぞれなだらかに膨らむ意匠面が形成された樹脂製のルーフパネル本体と、
   前記ルーフパネル本体に対して一体成形されると共に、車両前後方向及び車両幅方向に沿って車両下方側へ向かってなだらかな球状を成して膨んで形成された球面状凸部と、
   前記ルーフパネル本体における少なくとも車両前後方向の中央部に設けられ、車両幅方向に沿って前記球面状凸部が複数配置され、隣り合う前記球面状凸部同士の一部が重なるように形成された球面状凸部群と、
   を有する樹脂ルーフパネル。
2. 前記球面状凸部群は、前記ルーフパネル本体における車両幅方向の両端部を車両幅方向に沿って連続的に繋いでいる請求項１に記載の樹脂ルーフパネル。

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