JP7307020B2 - 車両用ルーフパネル、車両用ルーフパネルと車両上部構造部材との接合体及び車両上部の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、車両用ルーフパネル、車両用ルーフパネルと車両上部構造部材との接合体及び車両上部の製造方法に関する。

自動車等の車両は、一般に、車両の上部において車幅方向の両側に配置され車両前後方向に延びるルーフサイドレールと呼ばれる部材と、前記車両の上部において車両前後方向の両側に配置され車幅方向に延びるルーフレールと呼ばれる部材と、を含む。ルーフサイドレールとルーフレールとは、合わせて、車両の上部における構造を構成する部材である車両上部構造部材を構成する。

さらに、自動車等の車両は、車両の上面を構成し、車両の屋根に相当するルーフパネルと呼ばれる部材を含む。

ルーフパネルは、前記車両上部構造部材と、スポット溶接等の冶金的接合手段や、リベット、ボルト等の機械的接合手段により、接合されている。

近年、自動車等の車両において、燃費向上を目的として、車両の軽量化が図られている。このため、従来から車両製造に用いられている鋼板の一部をアルミニウム等の軽量素材に置き換える検討が進められており、特に、ルーフパネルについては、軽量素材で製造され車両上部構造部材と機械的に接合されることが検討されている。

しかし、例えば、ルーフパネルがアルミニウムで製造されており車両上部構造部材が鋼材で製造されている場合、アルミニウムの線膨張係数が鋼板の線膨張係数よりも大きいことから、車両の焼付塗装等を目的とする加熱時において、ルーフパネルが車両上部構造部材よりも大きく熱膨張することにより、ルーフパネルが車両上部構造部材に接合される点の周りにおいて、車両上部構造部材と比較して剛性及び強度が低いルーフパネルに変形が集中することで、ルーフパネル意匠面に塑性変形が発生し、ルーフパネルに外観品質不良が発生するという問題点がある。

この問題点を解決するための手段として、特許文献１では、ルーフパネルの本体部においてルーフサイドレールとの接合面に沿って車両前後方向に延び断面山形状で上方に膨出するビードを形成することが開示されている。

具体的には、特許文献１には、塗装工程における焼付時において、ルーフサイドレールを形成する材料に対して線膨張係数などの物性の違いにより発生するルーフパネルの歪みがビードにより効果的に吸収されることが記載されている。また、ビードはデザイン的効果も発揮し得るとも記載されている。

特許第４２７３９２２号公報

しかし、ルーフパネルの意匠面である本体部にビードを形成することは、ルーフパネルの意匠性の自由度を低下させることになり、ひいては当該ルーフパネルを採用する車両の商品性を低下させるという問題点がある。

そこで、本発明の目的は、車両上部構造部材と異なる材料で形成される車両用ルーフパネルにおいて、意匠性の自由度を低下させることなく、車両の焼付塗装等を目的とする加熱時において、ルーフパネル意匠面の塑性変形を抑制し、外観品質不良を抑制することが可能な車両用ルーフパネル、車両用ルーフパネルと車両上部構造部材との接合体及び車両上部の製造方法を提供することにある。

提供される車両用ルーフパネルは、第１の材料からなり車両の上部を構成する車両上部構造部材と接合される車両用ルーフパネルであって、前記第１の材料の線膨張係数よりも大きな線膨張係数を有する第２の材料からなり車両の最上面を構成するルーフパネル本体部と、前記第２の材料からなり前記ルーフパネル本体部と一体に形成され、前記ルーフパネル本体部の周りに配置されるルーフパネル縁部と、を備える。そして、前記ルーフパネル縁部は、前記車両上部構造部材と接合されるための複数の被接合点を有し、前記複数の被接合点のうちの少なくとも１つの被接合点と前記ルーフパネル本体部との間において、当該少なくとも１つの被接合点を跨ぐように、前記複数の被接合点の並ぶ方向と平行に延びる少なくとも１つのスリットを有する。なお、本明細書において、スリットが少なくとも１つの被接合点を「跨ぐ」とは、被接合点とルーフパネル本体部との間で、当該被接合点からルーフパネル本体部にまで到達するための最短経路におけるルーフパネル縁部の連続性を分断するように、当該最短経路と交差する方向に、対象となる被接合点の直径又は被接合点間の間隔よりも大きな長さを有する形状のスリットが延びることを意味するものとする。さらに、本明細書において、「平行」とは、幾何学的に厳密な意味での平行に限定されず、本発明が効果を奏する範囲において互いに向きを略一致させている状態を意味するものとする。すなわち、本明細書において、スリットが前記複数の被接合点の並ぶ方向と「平行」に延びるとは、幾何学的に厳密な意味でスリットが前記複数の被接合点の並ぶ方向と平行に延びる状態に限定されず、前記複数の被接合点とルーフパネル本体部との間で、前記複数の被接合点からのそれぞれの後述する拘束力がルーフパネル本体部にまで及ばない程度まで、スリットの延びる方向と前記複数の被接合点の並ぶ方向との間に高い平行度が保たれていればよく、その範囲内でスリットの延びる方向と前記複数の被接合点の並ぶ方向との間に微小な交差角度が存在することを許容する趣旨である。

前記車両用ルーフパネルによれば、車両の焼付塗装等を目的とする加熱により前記車両用ルーフパネルが熱膨張しても、前記車両用ルーフパネルの意匠面を構成する前記ルーフパネル本体部において、前記少なくとも１つのスリットにより、自由膨張が可能となり、塑性変形が抑制され、外観品質不良が抑制されることとなる。

詳細には、前記車両用ルーフパネルは、前記複数の被接合点を介して、前記車両上部構造部材と、接合される。そして、前記車両上部構造部材に接合された前記車両用ルーフパネルは、塗装等を目的として加熱されると、第１の材料からなる車両上部構造部材と、前記第１の材料の線膨張係数よりも大きな線膨張係数を有する第２の材料からなる前記車両用ルーフパネルとは、共に、熱膨張する。ここで、それぞれの線膨張係数の違いにより、前記車両用ルーフパネルの方が、車両上部構造部材よりも大きく熱膨張する。しかし、前記ルーフパネル縁部が、前記複数の被接合点の並ぶ方向と平行に延びる前記少なくとも１つのスリットを有するので、前記少なくとも１つのスリットにより、当該少なくとも１つの被接合点と前記ルーフパネル本体部との連結が切断される。すなわち、前記ルーフパネル本体部は、当該少なくとも１つの被接合点からの拘束力に対して自由に膨張することができる。なお、本明細書において、「拘束力」とは、車両上部構造部材が被接合点を介して車両用ルーフパネルと接合されることにより、被接合点から及ぼされて車両用ルーフパネルをその位置に拘束しようとする力のことである。

さらに、前記少なくとも１つのスリットにより、ルーフパネル本体部から見た被接合点の見かけ上の間隔が広がる。具体的には、次のとおりである。複数の被接合点のうち前記少なくとも１つのスリットに対応する位置に配置されている被接合点は、前記拘束力を前記車両用ルーフパネルに及ぼすことができない。このことをルーフパネル本体部から見ると、当該被接合点は、前記少なくとも１つのスリットによって、車両用ルーフパネルから見かけ上除外されていることに等しい。すなわち、ルーフパネル本体部から見た被接合点の見かけ上の間隔は、前記スリットに対応する位置に配置されている被接合点をとばして、前記スリットに跨がれていない被接合点同士の間隔となる。

したがって、前記車両用ルーフパネルによれば、加熱時に、前記少なくとも１つのスリットにより、前記少なくとも１つのスリットと平行に並ぶ前記ルーフパネル本体部に形成される領域において、車両上部構造との線膨張差による伸び変形が抑制されることにより車両用ルーフパネルが塑性変形することが抑制される。

さらに、前記少なくとも１つのスリットは、意匠面ではない前記ルーフパネル縁部に配置されているので、車両用ルーフパネルの意匠性の自由度を低下させることがない。

前記車両用ルーフパネルの好ましい態様として、前記ルーフパネル縁部は、前記複数の被接合点のうちの少なくとも隣り合う２つの被接合点と前記ルーフパネル本体部との間において、当該少なくとも隣り合う２つの被接合点を跨ぐように、当該少なくとも隣り合う２つの被接合点の並ぶ方向と平行に延びる少なくとも１つのスリットを有してもよい。

この態様によれば、前記少なくとも１つのスリットにより、当該少なくとも隣り合う２つの被接合点及び当該少なくとも隣り合う２つの被接合点の間の部位と前記ルーフパネル本体部との連結が切断される。すなわち、前記ルーフパネル本体部は、当該少なくとも隣り合う２つの被接合点及び当該少なくとも隣り合う２つの被接合点の間で拘束力が及んでいる部位に対して自由に膨張することができる。したがって、前記車両用ルーフパネルによれば、加熱時に、前記少なくとも１つのスリットにより、当該少なくとも隣り合う２つの被接合点の間の部位と平行に並ぶ前記ルーフパネル本体部に形成される領域において、車両上部構造との線膨張差による伸び変形が抑制されることにより車両用ルーフパネルが塑性変形することが抑制される。

前記車両用ルーフパネルの好ましい態様として、前記ルーフパネル縁部は、前記ルーフパネル本体部の周端縁から前記車両上下方向の下方に延びる縁部縦壁部と、前記縁部縦壁部の下端縁から車幅方向の外側に延びる縁部横壁部と、を有し、前記複数の被接合点は、前記縁部横壁部に配置され、前記少なくとも１つのスリットは、前記縁部横壁部における前記複数の被接合点の位置よりも車幅方向の内側、または、前記縁部縦壁部に配置されてもよい。

この態様によれば、前記少なくとも１つのスリットは、意匠面である前記ルーフパネル本体部に対して車両上下方向の下方の位置すなわちより目立たない位置に配置される前記縁部縦壁部または前記縁部横壁部に配置されるので、車両用ルーフパネルの意匠性の自由度を低下させることがないという効果が、より顕著になる。

前記車両用ルーフパネルの好ましい態様として、前記車両上部構造部材は、車両の上部において車幅方向の両側に配置され車両前後方向に延びるルーフサイドレールを有し、前記ルーフパネル縁部は、前記ルーフサイドレールと接合されるサイドレール側ルーフパネル縁部を有し、前記少なくとも１つのスリットは、前記サイドレール側ルーフパネル縁部に配置される少なくとも１つのサイドレール側スリットを有してもよい。

この態様によれば、第２の材料よりも小さな線膨張係数を有する第１の材料からなり熱膨張による変形がほとんど生じない前記ルーフサイドレールに前記サイドレール側ルーフパネル縁部が前記複数の被接合点を介して接合されていても、前記少なくとも１つのサイドレール側スリットにより、前記ルーフパネル本体部は、前記少なくとも１つのサイドレール側スリットと平行に並ぶ前記ルーフパネル本体部に形成される領域において、塑性変形することが抑制される。

詳細には、第１の材料からなる前記車両上部構造部材が有し車両の上部において車幅方向の両側に配置され車両前後方向に延びる前記ルーフサイドレールは、車両フレームとして機能するものであり、大きな強度及び剛性を有している。一方、第１の材料よりも大きな線膨張係数を有する第２の材料からなる車両用ルーフパネルは、前記ルーフサイドレールと比較して線膨張係数が大きいので、前記ルーフサイドレールよりも熱膨張による変形が生じやすい。そのため、前記ルーフサイドレールに前記複数の被接合点で接合される前記サイドレール側ルーフパネル縁部と、前記サイドレール側ルーフパネル縁部と一体に形成されている前記ルーフパネル本体部は、相対的に熱膨張による変形が生じにくい前記ルーフサイドレールによって熱膨張がより制限される。しかし、前記少なくとも１つのサイドレール側スリットにより、前記サイドレール側ルーフパネル縁部における少なくとも１つの被接合点と前記ルーフパネル本体部との連結が切断されている。したがって、この態様によれば、前記ルーフパネル本体部は、前記少なくとも１つのサイドレール側スリットと平行に並ぶ前記ルーフパネル本体部に形成される領域において、塑性変形することが抑制される。

前記車両用ルーフパネルの好ましい態様として、前記少なくとも１つのサイドレール側スリットは、前記サイドレール側ルーフパネル縁部における前記車両前後方向の中央位置を含む領域内に配置されてもよい。

この態様によれば、前記ルーフパネル本体部は、前記車両前後方向の中央位置近傍において熱膨張がより制限されるところ、前記少なくとも１つのサイドレール側スリットにより、前記サイドレール側ルーフパネル縁部における前記車両前後方向の中央位置を含む領域と平行に並ぶ前記ルーフパネル本体部に形成される領域において、塑性変形することが抑制される。

詳細には、前記サイドレール側ルーフパネル縁部及び前記ルーフパネル本体部は、前記ルーフサイドレールにより熱膨張がより制限されているが、それらの中でも、熱膨張による変形荷重を逃がすことができる前記車両前後方向の端から最も離れている中央位置近傍において、前記車両前後方向の熱膨張がより制限されている。しかし、前記少なくとも１つのサイドレール側スリットが、前記サイドレール側ルーフパネル縁部における前記車両前後方向の中央位置を含む領域内に配置されているので、前記少なくとも１つのサイドレール側スリットによって、中央位置を含む領域に配置される当該少なくとも１つの被接合点と前記ルーフパネル本体部との連結が切断される。したがって、この態様によれば、前記ルーフパネル本体部は、前記サイドレール側ルーフパネル縁部における前記車両前後方向の中央位置を含む領域と平行に並ぶ前記ルーフパネル本体部に形成される領域において、塑性変形することが抑制される。

前記車両用ルーフパネルの好ましい態様として、前記少なくとも１つのサイドレール側スリットは、前記サイドレール側ルーフパネル縁部のうち前記車幅方向に見て前記ルーフパネル本体部のルーフサイドレール側の周端縁と重なる領域の全域にわたり配置されてもよい。

この態様によれば、前記少なくとも１つのサイドレール側スリットが前記サイドレール側ルーフパネル縁部のうち前記車幅方向に見て前記ルーフパネル本体部のルーフサイドレール側の周端縁と重なる領域の全域にわたり配置されているので、前記ルーフパネル本体部は、前記サイドレール側ルーフパネル縁部の前記複数の被接合点及び前記複数の被接合点の間の部位との連結が切断される。したがって、前記ルーフパネル本体部は、前記ルーフパネル本体部のルーフサイドレール側の周端縁と平行に並ぶ前記ルーフパネル本体部に形成される領域において、塑性変形することが抑制される。

前記車両用ルーフパネルの好ましい態様として、前記少なくとも１つのサイドレール側スリットは、前記サイドレール側ルーフパネル縁部のうち前記車幅方向に見て前記ルーフパネル本体部のルーフサイドレール側の周端縁と重なる領域の全域にわたり間隔をおいて配置される複数のサイドレール側スリットを含み、前記複数のサイドレール側スリットのうちの任意の隣り合うサイドレール側スリット同士の間に、前記サイドレール側ルーフパネル縁部が前記車幅方向に連続するスリット間連続部が形成されてもよい。

この態様によれば、前記サイドレール側ルーフパネル縁部のうち前記車幅方向に見て前記ルーフパネル本体部のルーフサイドレール側の周端縁と重なる領域の全域にわたり間隔をおいて配置される複数のサイドレール側スリットにより、前記スリット間連続部を除いて、前記サイドレール側ルーフパネル縁部の前記複数の被接合点及び前記複数の被接合点の間の部位と前記ルーフパネル本体部との連結が切断される。したがって、前記ルーフパネル本体部は、前記ルーフパネル本体部のルーフサイドレール側の周端縁と平行に並ぶ前記ルーフパネル本体部に形成される領域において、塑性変形することが抑制される。

さらに、前記ルーフパネル本体部は、前記ルーフサイドレールに複数の被接合点を介して接合されている前記サイドレール側ルーフパネル縁部に前記スリット間連続部を介して前記車幅方向に連結されている。したがって、この態様によれば、車両走行時における風圧による前記ルーフパネル本体部の浮き上がりを防止することができる。

前記車両用ルーフパネルの好ましい態様として、前記少なくとも１つのスリットは、前記ルーフパネル縁部の全周にわたり間隔をおいて配置される複数のスリットを含み、前記複数のスリットのうちの任意の隣り合うスリット同士の間に、前記ルーフパネル縁部が前記隣り合うスリットの並ぶ方向と交差する方向に連続するスリット間連続部が形成されてもよい。

この態様によれば、前記ルーフパネル縁部の全周にわたり間隔をおいて配置される複数のスリットにより、前記スリット間連続部を除いて、前記ルーフパネル縁部の前記複数の被接合点及び前記複数の被接合点の間の部位と前記ルーフパネル本体部との連結が切断される。したがって、前記ルーフパネル本体部は、前記ルーフパネル縁部の全周にわたる領域と平行に並ぶ前記ルーフパネル本体部に形成される領域において、塑性変形することが抑制される。

さらに、前記ルーフパネル本体部は、前記車両上部構造部材に複数の被接合点を介して接合されている前記ルーフパネル縁部に前記スリット間連続部を介して前記隣り合うスリットの並ぶ方向と交差する方向に連結されている。したがって、この態様によれば、車両走行時における風圧による前記ルーフパネル本体部の浮き上がりを防止することができる。

前記車両用ルーフパネルの好ましい態様として、前記複数の被接合点のうち前記スリット間連続部に位置する被接合点の個数が１つ以下となるように、それぞれのスリットが形成されていてもよい。

この態様によれば、前記スリット間連続部に位置する被接合点の個数が１つ以下であるので、加熱時において、被接合点が２つ以上存在することによる前記ルーフパネル本体部の塑性変形が抑制される。

詳細には、前記ルーフパネル本体部が前記スリット間連続部に位置する被接合点と前記スリット間連続部によって連結されているところ、前記スリット間連続部に位置する被接合点の個数が２つであった場合に、当該２つの被接合点及び当該２つの被接合点の間の部位と前記ルーフパネル本体部とが連結されることにより塗装等を目的とする加熱時におけるルーフパネル本体部の熱膨張が制限されて前記ルーフパネル本体部に塑性変形が生じる。しかし、前記スリット間連続部に位置する被接合点の個数が１つ以下であるので、前記ルーフパネル本体部に塑性変形が生じることが、抑制される。

前記車両用ルーフパネルの好ましい態様として、前記複数の被接合点のうちの前記スリット間連続部に位置する被接合点の個数が１つ以下となるように、それぞれのサイドレール側スリットが形成されていてもよい。

この態様によれば、前記スリット間連続部に位置する被接合点の個数が１つ以下であるので、加熱時において、被接合点が２つ以上存在することによる前記ルーフパネル本体部の塑性変形が抑制される。

詳細には、前記ルーフパネル本体部が前記スリット間連続部に位置する被接合点と前記スリット間連続部によって連結されているところ、前記スリット間連続部に位置する被接合点の個数が２つであった場合に、当該２つの被接合点及び当該２つの被接合点の間の部位と前記ルーフパネル本体部とが連結されることにより塗装等を目的とする加熱時におけるルーフパネル本体部の熱膨張が制限されて前記ルーフパネル本体部に塑性変形が生じる。しかし、前記スリット間連続部に位置する被接合点の個数が１つ以下であるので、前記ルーフパネル本体部に塑性変形が生じることが、抑制される。

前記車両用ルーフパネルの好ましい態様として、第１の材料は、鋼材であり、第２の材料は、アルミニウムであってもよい。

この態様によれば、前記車両上部構造部材を形成する第１の材料が鋼材であるので、前記車両上部構造部材を備える車両の剛性が向上することができるとともに、前記ルーフパネルを形成する第２の材料がアルミニウムであるので、前記車両の上部における重量が低減され、前記車両全体が軽量化されるとともに前記車両の重心が低下して走行安定性を向上させることができる。

提供される車両用ルーフパネルと車両上部構造部材との接合体は、前記車両用ルーフパネルと前記車両上部構造部材とが機械的接合手段によって接合されて形成される接合体であって、前記機械的接合手段は、リベット、ボルト、かしめ接合手段及び接着剤のうちの少なくとも１つである。

前記車両用ルーフパネルと車両上部構造部材との接合体によれば、前記複数の被接合点における前記車両用ルーフパネルと前記車両上部構造部材との接合強度を大きくすることができる。

提供される車両上部の製造方法は、第１の材料からなって車両の上部を構成する車両上部構造部材と、前記車両上部構造部材と接合される車両用ルーフパネルと、を含む車両上部の製造方法であって、前記車両用ルーフパネルを用意する工程と、前記車両用ルーフパネルを前記車両上部構造部材と機械的接合手段によって接合する工程と、前記車両用ルーフパネルおよび前記車両上部構造部材の表面に塗料を塗布する工程と、塗布された前記塗料を前記車両用ルーフパネルおよび前記車両上部構造部材の表面に焼き付けるために前記車両用ルーフパネル及び前記車両上部構造部材を加熱する工程と、を備える。

前記車両上部の製造方法によれば、前記加熱する工程において前記車両用ルーフパネルが熱膨張しても、車両用ルーフパネルの意匠面を構成するルーフパネル本体部において、前記少なくとも１つのスリットにより、自由膨張が可能となり、塑性変形が抑制され、外観品質不良が抑制されることとなる。

詳細には、前記加熱する工程によって前記車両用ルーフパネルが前記車両上部構造部材よりも大きく熱膨張したとしても、前記少なくとも１つのスリットにより、当該少なくとも１つの被接合点と前記ルーフパネル本体部との連結が切断されているので、前記ルーフパネル本体部は、当該少なくとも１つの被接合点からの拘束力に対して自由に膨張することができる。したがって、前記車両上部の製造方法によれば、前記ルーフパネル本体部は、前記少なくとも１つのスリットと平行に並ぶ前記ルーフパネル本体部に形成される領域において、車両上部構造との線膨張差による伸び変形が抑制されることにより車両用ルーフパネルが塑性変形することが抑制される。

さらに、前記少なくとも１つのスリットは、意匠面ではない前記ルーフパネル縁部に配置されているので、車両用ルーフパネルの意匠性の自由度を低下させることがない。

したがって、本発明に係る車両用ルーフパネル、車両用ルーフパネルと車両上部構造部材との接合体及び車両上部の製造方法によれば、車両上部構造部材と異なる材料で形成される車両用ルーフパネルにおいて、意匠性の自由度を低下させることなく、車両の焼付塗装等を目的とする加熱時において、ルーフパネル意匠面の塑性変形を抑制し、外観品質不良を抑制することができる。

車両用ルーフパネルが接合される車両上部構造部材の斜視図である。 図１の車両上部構造部材を示す平面図である。 本発明の第１の実施の形態に係る車両用ルーフパネルを示す平面図である。 本発明の第１の実施の形態に係る車両用ルーフパネルと車両上部構造部材との接合体を示す斜視断面図である。 図４の車両用ルーフパネルと車両上部構造部材との接合体を示す正面断面図である。 本発明の第１の実施の形態に係る車両用ルーフパネルのルーフパネル本体部における熱膨張による歪み高さ分布のシミュレーション結果を示す平面図である。 比較例の車両用ルーフパネルを示す平面図である。 比較例の車両用ルーフパネルのルーフパネル本体部における熱膨張による歪み高さ分布のシミュレーション結果を示す平面図である。 図８のＡ－Ａ断面における歪み高さ分布のシミュレーション結果を示すグラフである。 本発明の第２の実施の形態に係る車両用ルーフパネルを示す平面図である。 本発明の第２の実施の形態に係る車両用ルーフパネルの変形例を示す平面図である。

本発明の好ましい実施の形態である第１の実施の形態に係る車両用ルーフパネル１Ａ及び車両用ルーフパネル１Ａと車両上部構造部材ＢＳとの接合体１０Ａを、図１～図６に基づいて説明する。なお、図６は、３点ゲージによる計測結果を示すものである。また、後述の比較例、第２の実施の形態及び変形例の説明において、第１の実施の形態と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略するものとする。また、本明細書では、車両前後方向Ｘ及び車幅方向Ｙからなる方向を、車両水平方向と定義する。また、以下の記載では、車両がセダンタイプであるものとして説明を行っているが、他の車両タイプであっても、本発明が成立することは、言うまでもない。

図１及び図２には、車両用ルーフパネル１Ａを下側から支持するために、車両用ルーフパネル１Ａが接合される車両上部構造部材ＢＳが示されている。なお、図１及び図２では、図示されていない車両において車幅方向の中央位置に配置される車両対称面ＰＳに対して車両上部構造部材ＢＳの左側部分のみを示している。以下の図では、Ｘ方向は車両前後方向であり、Ｘ軸の先端方向が車両の進行方向であり、Ｙ方向は車幅方向であり、Ｙ軸の先端方向が車幅方向の左方を向いており、Ｚ軸は車両上下方向である。

車両上部構造部材ＢＳは、車両の上部を構成する部材である。車両上部構造部材ＢＳは、通常、鋼材により形成される。車両上部構造部材ＢＳは、ルーフサイドレールｒｓｒと、フロントルーフレールｆｒｒと、リアルーフレールｒｒｒと、ルーフクロスメンバｒｃｍと、ＢピラーＢＰと、を備える。車両上部構造部材ＢＳは、鋼材で形成されているので、後述するアルミニウム製の車両用ルーフパネルよりも、それぞれの材料が有する線膨張係数の差から、熱膨張による変形が生じにくい。

ルーフサイドレールｒｓｒは、車両の上部において車幅方向Ｙの両側に配置され車両前後方向Ｘに延びる部材である。ルーフサイドレールｒｓｒは、衝突安全性の観点から、車両フレームの一部として機能する部材である。そのため、ルーフサイドレールｒｓｒは、大きな強度及び剛性を有している。そして、ルーフサイドレールｒｓｒは、大きな強度及び剛性を有しており、更に線膨張係数が小さい鋼材で形成されているため、加熱されても、熱膨張による変形がほとんど生じない部材である。本実施の形態では、ルーフサイドレールｒｓｒは、２枚の鋼板を内側に空間を形成するように重ね合わせて、２枚の鋼板の端縁が接合されて、形成される。

ルーフサイドレールｒｓｒの前側部分は、Ａピラーに相当し、後ろ側部分は、Ｃピラーに相当する。ルーフサイドレールｒｓｒのＡピラー部分及びＣピラー部分を除く中間部分は、後述する車両用ルーフパネル１Ａのサイドレール側ルーフパネル縁部４２Ａが接合される部分である。

フロントルーフレールｆｒｒは、車両用ルーフパネル１Ａの後述するフロントレール側ルーフパネル縁部４１Ａが接合されて、車両用ルーフパネル１Ａを下側から支持する部材である。フロントルーフレールｆｒｒは、ルーフサイドレールｒｓｒのＡピラー部分と中間部分との境目に接続され、車幅方向Ｙに延びる部材である。

リアルーフレールｒｒｒは、車両用ルーフパネル１Ａの後述するリアレール側ルーフパネル縁部４３Ａが接合されて、車両用ルーフパネル１Ａを下側から支持する部材である。リアルーフレールｒｒｒは、ルーフサイドレールｒｓｒのＣピラー部分と中間部分との境目に接続され、車幅方向Ｙに延びる部材である。

ルーフクロスメンバｒｃｍは、フロントルーフレールｆｒｒとリアルーフレールｒｒｒとの車両前後方向Ｘにおける間で車両用ルーフパネル１を下側から支持する部材である。ルーフクロスメンバｒｃｍは、ルーフサイドレールｒｓｒの中間部分において間隔をおいて接続され、車幅方向Ｙに延びる部材である。

ＢピラーＢＰは、ルーフサイドレールｒｓｒをその略中央位置で車両上下方向Ｚに支持するとともに、側面衝突に対抗するための車両フレームの一部として機能する部材である。なお、ＢピラーＢＰが存在しなくても、車両上部構造部材ＢＳは、機能する。

図３には、車両用ルーフパネル１Ａが示されている。車両用ルーフパネル１Ａは、車両の上部を構成する部材であり、車両の上面を構成し、車両の屋根に相当する。車両用ルーフパネル１Ａは、アルミニウム製の板材で形成されている。なお、本明細書で、「アルミニウム製」とは、アルミニウム合金製を含み、アルミニウムを主たる材料とする金属で製造されることである。車両用ルーフパネル１Ａは、ルーフサイドレールｒｓｒ、フロントルーフレールｆｒｒ及びリアルーフレールｒｒｒに覆いかぶさるような形状である略方形状に形成されている。

車両用ルーフパネル１Ａは、ルーフパネル本体部２と、ルーフパネル縁部４Ａと、を備える。

ルーフパネル本体部２は、車両用ルーフパネル１Ａにおいて、車両前後方向Ｘ及び車幅方向Ｙの中央位置から所定の範囲に位置し、面積比で大半の面積を占める部分である。そして、ルーフパネル本体部２は、車両の最上面を構成する。したがって、ルーフパネル本体部２は、車両用ルーフパネル１における目立つ部分であり、車両用ルーフパネル１の意匠面を構成する。ルーフパネル本体部２は、アルミニウム製の板材で形成されている。

ルーフパネル縁部４Ａは、車両用ルーフパネル１Ａにおいて、ルーフパネル本体部２の周りに配置される部分である。すなわち、ルーフパネル縁部４Ａは、ルーフパネル本体部２を車両前後方向Ｘ及び車幅方向Ｙに取り囲むように配置されている。すなわち、ルーフパネル縁部４Ａの内側の周端縁は、ルーフパネル本体部２の周端縁と一体に形成されている。ルーフパネル縁部４Ａは、ルーフパネル本体部２よりも車両上下方向Ｚの下方に位置するように形成されている。

ルーフパネル縁部４Ａは、ルーフパネル本体部２に対して車両前後方向Ｘの前側で車幅方向Ｙに延びるフロントレール側ルーフパネル縁部４１Ａと、ルーフパネル本体部２に対して車幅方向Ｙの両側で車両前後方向Ｘに延びるサイドレール側ルーフパネル縁部４２Ａと、ルーフパネル本体部２に対して車両前後方向Ｘの後ろ側で車幅方向Ｙに延びるリアレール側ルーフパネル縁部４３Ａと、を有する。

ルーフパネル縁部４Ａは、車両上部構造部材ＢＳと接合されるための複数の被接合点を有する。具体的には、フロントレール側ルーフパネル縁部４１Ａはフロントルーフレールｆｒｒと、サイドレール側ルーフパネル縁部４２Ａはルーフサイドレールｒｓｒと、リアレール側ルーフパネル縁部４３Ａはリアルーフレールｒｒｒと、複数の被接合点において機械的接合手段により接合される。なお、図３以降の図において、説明の簡略化のために、サイドレール側ルーフパネル縁部４２Ａに配置される複数の被接合点ｃ_１～ｃ_Ｎのみを示し、フロントレール側ルーフパネル縁部４１Ａ及びリアレール側ルーフパネル縁部４３Ａに配置される複数の被接合点は、図示されていない。なお、Ｎは、１以上の整数であり、被接合点ｃの間隔とサイドレール側ルーフパネル縁部４２Ａの長さとの関係に応じて定まる整数である。また、本実施の形態では、機械的接合手段はリベットである。

ルーフパネル縁部４Ａは、縁部縦壁部と、縁部横壁部と、を有する。例えば、サイドレール側ルーフパネル縁部４２Ａは、その斜視断面図が示されている図４を見るとわかるように、縁部縦壁部４２０と、縁部横壁部４２２Ａと、を有する。なお、図４では、サイドレール側ルーフパネル縁部４２Ａの構造を見やすくするために、図５に示されているシール剤ＷＳ及びモールＭを省略して図示されている。

縁部縦壁部は、ルーフパネル本体部２の周端縁から一定の高さで車両上下方向の下方に延びるように配置されている。

縁部横壁部は、縁部縦壁部の下端縁から一定の幅で車両水平方向に延びる。図４に示されるように、例えば縁部横壁部４２２Ａ及び縁部縦壁部４２０すなわちルーフパネル縁部４Ａは、断面形状がＬ字状になるように形成されている。

縁部横壁部は、車両用ルーフパネル１Ａを車両上部構造部材ＢＳが備えるルーフサイドレールｒｓｒ、フロントルーフレールｆｒｒ及びリアルーフレールｒｒｒと接合するための面を形成する部分である。そして、Ｌ字の下辺に相当する縁部横壁部に、複数の被接合点は、配置されている。すなわち、縁部横壁部４２２Ａに、複数の被接合点ｃ_１～ｃ_Ｎは、配置されている。

ルーフパネル本体部２に対して車両前後方向Ｘの前側に位置する縁部縦壁部及び縁部横壁部は、フロントレール側ルーフパネル縁部４１Ａを構成する。ルーフパネル本体部２に対して車幅方向Ｙの両側に位置する縁部縦壁部４２０及び縁部横壁部４２２Ａは、サイドレール側ルーフパネル縁部４２Ａを構成する。ルーフパネル本体部２に対して車両前後方向Ｘの後側に位置する縁部縦壁部及び縁部横壁部は、リアレール側ルーフパネル縁部４３Ａを構成する。

複数の被接合点は、縁部横壁部が長く延びる方向に配置されている。すなわち、複数の被接合点ｃ_１～ｃ_Ｎは、サイドレール側ルーフパネル縁部４２Ａにおける縁部横壁部４２２Ａにおいて、車両前後方向Ｘに、並ぶように配置されている。同様に、複数の被接合点は、フロントレール側ルーフパネル縁部４１Ａ及びリアレール側ルーフパネル縁部４３Ａにおける縁部横壁部において、車幅方向Ｙに、並ぶように配置されている。なお、本実施の形態では、複数の被接合点は一定間隔で並んでいるが、一定間隔であることは必須ではない。

複数の被接合点は、前述の通り、ルーフパネル縁部４Ａが車両上部構造部材ＢＳと接合されるための点である。すなわち、サイドレール側ルーフパネル縁部４２Ａの縁部横壁部４２２Ａにおける複数の被接合点ｃ_１～ｃ_Ｎは、縁部横壁部４２２Ａとルーフサイドレールｒｓｒとが重ね合わされた状態で、例えばリベットが貫通されるなどして機械的接合手段により、ルーフサイドレールｒｓｒに点接合される点である。

図３及び図４には、複数の被接合点のうちの、サイドレール側ルーフパネル縁部４２Ａに配置される複数の被接合点ｃ_１～ｃ_Ｎが示されている。サイドレール側ルーフパネル縁部４２Ａに配置される複数の被接合点ｃ_１～ｃ_Ｎは、車両前後方向Ｘの後側から前側に向かって順に並ぶ、第１の被接合点ｃ_１から第Ｎの被接合点ｃ_Ｎまでの被接合点を有している。

以下の説明のため、第ｎの被接合点ｃ_ｎは、複数の被接合点ｃのうちの車両前後方向Ｘの略中央位置に配置されている被接合点とする。なお、ｎは、１以上の整数である。

縁部横壁部４２２Ａは、複数のサイドレール側スリットｓ_１～ｓ_Ｍを有する。なお、Ｍは、１以上の整数であり、サイドレール側スリットｓの長さ及び間隔とサイドレール側ルーフパネル縁部４２Ａの長さとの関係に応じて定まる整数である。

同様に、図示していないが、フロントレール側ルーフパネル縁部４１Ａの縁部横壁部は、複数のフロントレール側スリットを有する。

同様に、図示していないが、リアレール側ルーフパネル縁部４３Ａの縁部横壁部は、複数のリアレール側スリットを有する。

複数のフロントレール側スリットと複数のサイドレール側スリットｓと複数のリアレール側スリットとは、複数のスリットｓを構成する。

複数のスリットｓは、縁部横壁部において、複数の被接合点の並ぶ方向と平行に延びるように、配置されている。複数のスリットｓの各スリットは、一文字状に穿孔されて、形成されている。複数のスリットｓは、縁部横壁部における複数の被接合点の位置よりも車両水平方向の内側に配置されている。複数のスリットｓは、図示されていないが、ルーフパネル縁部４Ａの全周にわたり間隔をおいて配置されている。なお、本実施の形態では、複数のスリットｓは一定間隔で並んでいるが、一定間隔であることは必須ではない。

複数のサイドレール側スリットｓ_１～ｓ_Ｍは、車両前後方向Ｘの後側から前側に向かって順に並ぶ、第１のサイドレール側スリットｓ_１から第Ｍのサイドレール側スリットｓ_Ｍまでのサイドレール側スリットを有する。

すなわち、複数のサイドレール側スリットｓ_１～ｓ_Ｍは、サイドレール側ルーフパネル縁部４２Ａのうち車幅方向Ｙに見てルーフパネル本体部２のルーフサイドレール側の周端縁（符号なし）と重なる領域の全域にわたり間隔をおいて配置されている。

本実施の形態では、複数のスリットｓの各スリットは、縁部横壁部において、隣り合う４つの被接合点を跨ぐように、配置されている。

具体的には、第ｍのサイドレール側スリットｓ_ｍは、複数の被接合点のうちの隣り合う第ｎの被接合点ｃ_ｎ、第ｎ＋１の被接合点ｃ_ｎ＋１、第ｎ＋２の被接合点ｃ_ｎ＋２及び第ｎ＋３の被接合点ｃ_ｎ＋３を跨ぐように、第ｎの被接合点ｃ_ｎ、第ｎ＋１の被接合点ｃ_ｎ＋１、第ｎ＋２の被接合点ｃ_ｎ＋２及び第ｎ＋３の被接合点ｃ_ｎ＋３の並ぶ方向と平行に延びているスリットである。したがって、第ｍのサイドレール側スリットｓ_ｍは、第ｎの被接合点ｃ_ｎ、第ｎ＋１の被接合点ｃ_ｎ＋１、第ｎ＋２の被接合点ｃ_ｎ＋２及び第ｎ＋３の被接合点ｃ_ｎ＋３並びにそれらの被接合点の間の部位と、ルーフパネル本体部２との連結を切断する。なお、ｍは、１以上の整数である。

第ｍのサイドレール側スリットｓ_ｍの前側の隣に位置する第ｍ＋１のサイドレール側スリットｓ_ｍ＋１は、同様に、第ｎ＋５の被接合点ｃ_ｎ＋５から始まる４つの被接合点ｃを跨ぐように、４つの被接合点ｃの並ぶ方向と平行に延びているスリットである。

隣り合うサイドレール側スリットｓ同士の間には、スリット間連続部ｔが形成されている。例えば、隣り合う第ｍのサイドレール側スリットｓ_ｍと第ｍ＋１のサイドレール側スリットｓ_ｍ＋１との間には、第ｍのスリット間連続部ｔ_ｍが形成されている。

スリット間連続部ｔは、サイドレール側ルーフパネル縁部４２Ａが車幅方向Ｙに連続する部分である。すなわち、スリット間連続部ｔは、複数の被接合点とルーフパネル本体部２との間においてスリットｓが存在しない部分である。

第ｍのスリット間連続部ｔ_ｍは、１つの被接合点、例えば第ｎ＋４の被接合点ｃ_ｎ＋４を有している。

すなわち、複数の被接合点ｃ_１～ｃ_Ｎのうちスリット間連続部ｔに位置する被接合点の個数が１つ以下となるように、それぞれのサイドレール側スリットｓが間隔をおいて形成されている。

したがって、スリット間連続部ｔでは、スリット間連続部ｔに位置する１つの被接合点及びその周辺のサイドレール側ルーフパネル縁部４２Ａとルーフパネル本体部２との連結が切断されていない。

図３には示されていないが、フロントレール側ルーフパネル縁部４１Ａ、リアレール側ルーフパネル縁部４３Ａにおいても、同様に、複数のスリットｓが、複数の被接合点の並ぶ方向と平行に延びるように、配置されている。そして、隣り合うスリットｓ同士の間には、スリット間連続部ｔが形成されている。

次に、第１の実施の形態に係る車両用ルーフパネル１Ａと車両上部構造部材ＢＳとの接合体１０Ａを、図４及び図５に基づいて説明する。

車両用ルーフパネル１Ａは、サイドレール側ルーフパネル縁部４２Ａの縁部横壁部４２２Ａに配置された複数の被接合点ｃ_１～ｃ_Ｎを貫通する機械的接合手段例えばリベット（図示しない）によって、車両上部構造部材ＢＳのルーフサイドレールｒｓｒの車幅方向内側に配置されるフランジ部（符号なし）と接合されている。

図示されていないが、同様に、車両用ルーフパネル１Ａは、フロントレール側ルーフパネル縁部４１Ａに配置された複数の被接合点を貫通する機械的接合手段によって、フロントルーフレールｆｒｒと接合されている。同様に、車両用ルーフパネル１Ａは、リアレール側ルーフパネル縁部４３Ａに配置された複数の被接合点を貫通する機械的接合手段によって、リアルーフレールｒｒｒと接合されている。

さらに、本実施の形態では、車両用ルーフパネル１Ａと車両上部構造部材ＢＳとの接合体１０Ａは、車両上部構造部材ＢＳとルーフパネル本体部２との間に、車両前後方向Ｘに延びる凹部（符号なし）を有している。

そして、車両用ルーフパネル１Ａと車両上部構造部材ＢＳとの接合体１０Ａは、前記凹部に、シール剤ＷＳと、モールＭと、を有している。

シール剤ＷＳは、例えば、樹脂硬化剤であり、車両用ルーフパネル１Ａの縁部横壁部４２２Ａに形成されている複数のスリットｓと被接合点ｃｎにおける機械的接合手段とをシールするためのものである。

モールＭは、前記凹部を、樹脂硬化剤の上側で、ルーフパネル本体部２及びルーフサイドレールｒｓｒの上面高さまで埋めるための部材である。

シール剤ＷＳにより、車両用ルーフパネル１Ａの縁部横壁部４２２Ａに形成されている複数のスリットｓ等を通じて、雨水等の水が車両用ルーフパネル１Ａとルーフサイドレールｒｓｒとの間に浸入し、アルミニウム製の車両用ルーフパネル１Ａと鋼製のルーフサイドレールｒｓｒとの間で起電力が生じることにより、それらに電解腐食が発生することを防止することができる。

モールＭにより、前記凹部に雨水等が溜まることを防止することができる。

このようにして、車両用ルーフパネル１Ａが車両上部構造部材ＢＳと一体化されて、車両用ルーフパネル１Ａと車両上部構造部材ＢＳとの接合体１０Ａは、構成される。

次に、第１の実施の形態に係る車両用ルーフパネル１Ａ及び前記接合体１０Ａによる作用効果を説明する。

図６に示されるシミュレーション結果からわかるように、前記接合体１０Ａの状態で加熱されても、車両用ルーフパネル１Ａには、顕著な歪みが表れなかった。すなわち、複数の被接合点ｃ_１～ｃ_Ｎのうちの略中央位置に配置されている第ｎの被接合点ｃ_ｎの近傍に位置するルーフパネル本体部２の一定領域のみならず、ルーフパネル本体部２の全域にわたって、顕著な歪みが表れなかった。すなわち、車両用ルーフパネル１Ａに表れた歪み高さδは、最大でも０．０１ｍｍである。なお、以下で示される複数のシミュレーション結果は、焼付塗装を想定し、常温２０℃から１９０℃まで加熱し再度２０℃まで冷却するという条件で行われたシミュレーションの結果である。

このシミュレーション結果は、車両用ルーフパネル１Ａによれば、車両の焼付塗装等を目的とする加熱により車両用ルーフパネル１Ａが熱膨張しても、車両用ルーフパネル１Ａの意匠面を構成するルーフパネル本体部２において、複数のスリットｓにより、自由膨張が可能となり、塑性変形が抑制され、外観品質不良が抑制されることを示している。

詳細には、車両用ルーフパネル１Ａは、複数の被接合点を介して、車両上部構造部材ＢＳと、接合される。そして、車両上部構造部材ＢＳに接合された車両用ルーフパネル１Ａは、塗装等を目的として加熱されると、鋼材からなる車両上部構造部材ＢＳと、鋼材の線膨張係数よりも３倍大きな線膨張係数を有するアルミニウムからなる車両用ルーフパネル１Ａとは、共に、熱膨張する。ここで、それぞれの線膨張係数の違いにより、車両用ルーフパネル１Ａの方が、車両上部構造部材ＢＳよりも大きく熱膨張する。しかし、ルーフパネル縁部４Ａが複数のスリットｓを有するので、複数のスリットｓにより、スリットｓに跨がれる隣り合う４つの被接合点ｃ及び当該４つの被接合点ｃの間の部位とルーフパネル本体部２との連結が切断される。すなわち、ルーフパネル本体部２は、車両上部構造部材ＢＳと接合された当該４つの被接合点ｃの並ぶ方向において、当該４つの被接合点ｃ及び当該４つの被接合点の間で拘束力が及んでいる部位に対して自由に膨張することができる。したがって、車両用ルーフパネル１Ａによれば、加熱時に、複数のスリットｓにより、当該４つの被接合点ｃの間の部位と平行に並ぶルーフパネル本体部２に形成される領域において、車両上部構造部材ＢＳとの線膨張差による伸び変形が抑制されることにより車両用ルーフパネル１Ａが塑性変形することが抑制される。

言い換えると、線膨張係数が小さい鋼材で形成され大きな強度及び剛性を有し熱膨張による変形がほとんど生じないルーフサイドレールｒｓｒに複数の被接合点ｃ_１～ｃ_Ｎを介して機械的接合手段によって接合されているサイドレール側ルーフパネル縁部４２Ａにおいて、複数の被接合点ｃ_１～ｃ_Ｎの間には、熱膨張による車両前後方向Ｘの伸びを制限する大きな拘束力が生じている。ここで、複数のスリットｓを有していない以下に説明する比較例のルーフパネル１においては、当該拘束力がルーフパネル本体部２にまで及んでいる。しかし、複数のサイドレール側スリットｓを有している第１の実施の形態に係るルーフパネル１Ａにおいては、サイドレール側スリットｓに跨がれる隣り合う４つの被接合点ｃ及び当該４つの被接合点ｃの間の部位とルーフパネル本体部２との連結が切断されていることから、当該４つの被接合点間の車両前後方向Ｘの拘束力は、当該４つの被接合点の間の部位と平行に並ぶルーフパネル本体部２の一定領域には及んでいない。さらに付け加えると、スリット間連続部ｔに位置する被接合点ｃの個数が１つであるので、スリット間連続部ｔを通じても、熱膨張による伸びに対して最も制限を生じさせる隣接する２つの被接合点間の拘束力は、ルーフパネル本体部２の当該一定領域には及んでいない。したがって、車両用ルーフパネル１Ａによれば、ルーフパネル本体部２の当該一定領域には、弾性域を超えて塑性域まで変形を進行させる程の拘束力が及ばず、塑性変形が生じない。

ここで、本発明によって上記作用効果が奏されることを説明するために、比較例として、第１の実施の形態に係る車両用ルーフパネル１Ａと異なり、スリットを有していない車両用ルーフパネル１を説明する。

比較例の車両用ルーフパネル１を、図７～図９に基づいて説明する。

車両用ルーフパネル１は、ルーフパネル本体部２の周りに、ルーフパネル縁部４を有している。

ルーフパネル縁部４は、第１の実施の形態に係る車両用ルーフパネル１Ａと同様に、車両上部構造部材ＢＳと接合されるための複数の被接合点を有している。

ルーフパネル縁部４は、第１の実施の形態に係る車両用ルーフパネル１Ａと同様に、フロントレール側ルーフパネル縁部４１とサイドレール側ルーフパネル縁部４２とリアレール側ルーフパネル縁部４３とを有しているが、いずれにおいても、スリットが形成されていない。

すなわち、ルーフパネル縁部４における、複数の被接合点及び複数の被接合点の間の部位とルーフパネル本体部２とは、連結している状態である。

ここで、車両上部構造部材ＢＳと複数の被接合点で接合された比較例の車両用ルーフパネル１が、塗装等を目的として加熱された時に、以下のような塑性変形を発生させることを説明する。

図８及び図９に示されるシミュレーション結果からわかるように、加熱された車両用ルーフパネル１のルーフパネル本体部２は、第ｎの被接合点ｃ_ｎ及び第ｎ＋１の被接合点ｃ_ｎ＋１の周りに車両前後方向Ｘに波打つように、歪み高さδが＋方向で０．１０ｍｍ以上、－方向で０．５０ｍｍを超えるような、歪みを発生する。

これは、次の理由による。

車両用ルーフパネル１は、アルミニウム製である。車両上部構造部材ＢＳは、鋼材で形成されている。線膨張係数比で、アルミニウムと鉄は、３：１である。したがって、車両用ルーフパネル１は、車両上部構造部材ＢＳよりも、熱膨張して大きく伸びようとする。また、車両用ルーフパネル１は、略板状であることと相まって、車両上部構造部材と比較して剛性及び強度が低い。

車両用ルーフパネル１が車両上部構造部材ＢＳと複数の被接合点で機械的接合手段で接合されているところ、車両用ルーフパネル１が車両上部構造部材ＢＳよりも大きく熱膨張することにより、車両用ルーフパネル１が車両上部構造部材ＢＳに接合される被接合点の周りにおいて、車両上部構造部材ＢＳと比較して剛性及び強度が低い車両用ルーフパネル１に変形が集中する。

ここで、車両用ルーフパネル１が備えるルーフパネル縁部４とルーフパネル本体部２とを比較すると、ルーフパネル縁部４は、外側の周端縁が自由であるのに対し、ルーフパネル本体部２は、ルーフパネル縁部４に囲まれていて自由な周端縁を有していない。

また、ルーフパネル縁部４の中でもサイドレール側ルーフパネル縁部４２は、熱膨張による変形がほとんど生じないルーフサイドレールｒｓｒに接合されている。

そして、サイドレール側ルーフパネル縁部４２に配置される複数の被接合点に打たれる機械的接合手段による車両前後方向Ｘの拘束力は、サイドレール側ルーフパネル縁部４２のみならず、ルーフパネル本体部２における前記複数の被接合点と平行な一定領域にも及んでいる。

一方、加熱により、車両用ルーフパネル１全体は、全方向に熱膨張し伸びようとする。

したがって、前記複数の被接合点間に働く車両前後方向Ｘの拘束力が、ルーフパネル本体部２における前記複数の被接合点と平行な一定領域における熱膨張による車両前後方向Ｘの伸びを拘束し、拘束されることによる前記一定領域における変形を弾性域を超えて塑性域まで進行させて、前記一定領域に冷却後も残る塑性変形を生じさせる。

この現象は、前記一定領域において、車両前後方向の荷重が抜けやすい車両前後方向の端から最も離れている中央位置近傍で起こりやすい。

したがって、スリットを有しない車両用ルーフパネル１の意匠面であるルーフパネル本体部２に塑性変形が発生する。特に、ルーフパネル本体部２の中でも、サイドレール側ルーフパネル縁部４２に配置される複数の被接合点の近傍の前記一定領域内であって車両前後方向Ｘの中央位置近傍、すなわち、複数の被接合点のうちの車両前後方向Ｘの略中央位置に配置されている第ｎの被接合点ｃ_ｎの近傍かつ前記一定領域内に、塑性変形が発生する。

一方、上記のとおり、本発明の第１の実施の形態に係る車両用ルーフパネル１Ａによれば、複数のスリットｓを有していることにより、ルーフパネル本体部２において、塑性変形が抑制される。

なお、車両用ルーフパネル１Ａのルーフパネル縁部４Ａには塑性変形が発生しうるが、ルーフパネル縁部４Ａは、ルーフパネル本体部２よりも車両上下方向Ｚの下方に位置し、目立たない位置に配置されているので、塑性変形が発生しても、車両用ルーフパネル１Ａの外観品質上問題はない。

続いて、本発明の第１の実施の形態に係る車両用ルーフパネル１Ａによる作用効果を説明する。

車両用ルーフパネル１Ａによれば、ルーフパネル本体部２は、スリット間連続部ｔを除いて、ルーフパネル縁部４Ａの全周にわたり配置されている複数の被接合点及び複数の被接合点の間の部位と連結が切断される。したがって、ルーフパネル本体部２は、ルーフパネル縁部４Ａの全周にわたる領域と平行に並ぶルーフパネル本体部２に形成される一定領域において、塑性変形することが抑制される。

また、車両用ルーフパネル１Ａによれば、複数のスリットｓは、意匠面ではないルーフパネル縁部４Ａに配置されているので、車両用ルーフパネル１Ａの意匠性の自由度を低下させることがない。

すなわち、車両用ルーフパネル１Ａによれば、複数のスリットｓは、意匠面である前記ルーフパネル本体部２に対して車両上下方向Ｚの下方の位置すなわちより目立たない位置に配置される縁部横壁部４２２Ａに配置されるので、車両用ルーフパネル１Ａの意匠性の自由度を低下させることがない。

また、ルーフパネル本体部２は、車両上部構造部材ＢＳに複数の被接合点を介して接合されているルーフパネル縁部４Ａにスリット間連続部ｔを介して隣り合うスリットｓの並ぶ方向と交差する方向に連結されている。したがって、車両用ルーフパネル１Ａによれば、車両走行時における風圧によるルーフパネル本体部２の浮き上がりを防止することができる。

また、車両用ルーフパネル１Ａと車両上部構造部材ＢＳとの接合体１０Ａによれば、車両上部構造部材ＢＳを形成する材料が鋼材であるので、車両上部構造部材ＢＳを備える車両の剛性が向上することができるとともに、ルーフパネル１Ａを形成する材料がアルミニウムであるので、車両の上部における重量が低減され、車両全体が軽量化されるとともに車両の重心が低下して走行安定性を向上することができる。

また、車両用ルーフパネル１Ａと車両上部構造部材ＢＳとの接合体１０Ａは、車両用ルーフパネル１Ａと車両上部構造部材ＢＳとが複数の被接合点において機械的接合手段によって接合されて形成されるので、複数の被接合点における車両用ルーフパネル１Ａと車両上部構造部材ＢＳとの接合強度を大きくすることができる。

本発明は、スリットが隣り合う４つの被接合点を跨ぐように形成されたものに限定されず、スリットが跨ぐ被接合点の個数について限定されない。例えば、スリットが隣り合う２つの被接合点を跨ぐように形成されたものであってもよい。

このことを説明するために、本発明の第２の実施の形態に係る車両用ルーフパネル１Ｂを、図１０に基づいて説明する。なお、第２の実施の形態において、上記の参考例及び第１の実施の形態と同一の構成要素については同一の符号を用いて説明を省略することとし、主に異なる構成要素について説明を行うものとする。

車両用ルーフパネル１Ｂは、ルーフパネル縁部４Ｂを備える。

ルーフパネル縁部４Ｂには、第１の実施の形態に係るルーフパネル縁部４Ａの複数のスリットｓと同様に、複数のスリットｓＢが、全周にわたって間隔をおいて配置されている。

一方、複数のスリットｓＢは、第１の実施の形態に係るルーフパネル縁部４Ａの複数のスリットｓと異なり、隣り合う２つの被接合点を跨ぐように、ルーフパネル縁部４Ｂの縁部横壁部に配置されている。

具体的には、第ｍのサイドレール側スリットｓＢ_ｍは、複数の被接合点ｃ_１～ｃ_Ｎのうちの隣り合う第ｎの被接合点ｃ_ｎ及び第ｎ＋１の被接合点ｃ_ｎ＋１を跨ぐように、第ｎの被接合点ｃ_ｎ及び第ｎ＋１の被接合点ｃ_ｎ＋１の並ぶ方向と平行に延びているスリットである。したがって、第ｍのサイドレール側スリットｓＢ_ｍは、第ｎの被接合点ｃ_ｎ及び第ｎ＋１の被接合点ｃ_ｎ＋１並びにそれらの被接合点ｃの間の部位と、ルーフパネル本体部２との連結を切断する。

第１の実施の形態におけるスリット間連続部ｔと同様に、第ｍのサイドレール側スリットｓＢ_ｍと第ｍ＋１のサイドレール側スリットｓＢ_ｍ＋１との間には、第ｍのスリット間連続部ｔ_ｍが形成されている。

複数のスリットｓＢ及び複数のスリット間連続部ｔの構成は、サイドレール側ルーフパネル縁部４２Ｂのみならず、フロントレール側ルーフパネル縁部４１Ｂ及びリアレール側ルーフパネル縁部４３Ｂにおいても、同様である。

次に、第２の実施の形態に係る車両用ルーフパネル１Ｂによる作用効果を説明する。

車両用ルーフパネル１Ｂには、車両上部構造部材ＢＳと接合された状態において、加熱されても、ルーフパネル本体部２の全域にわたって、顕著な歪みは表れない。

この作用効果は、第１の実施の形態に係る車両用ルーフパネル１Ａと同様である。

すなわち、複数のスリットｓＢにより、加熱によるルーフパネル本体部２の塑性変形が抑制される。

すなわち、隣り合う２つの被接合点を跨ぐような複数のスリットｓＢであっても、加熱によるルーフパネル本体部２の塑性変形を抑制するという効果を奏する。

したがって、本発明において、スリットｓには、隣り合う２つの被接合点を跨ぐように形成されたものも、含まれる。

本発明は、複数のスリットが形成されたものに限定されず、１つのスリットが、車両前後方向Ｘの中央位置を含む領域内に形成されたものであってもよい。

また、本発明は、スリットが被接合点を跨ぐような形状であれば、スリットが一文字状に形成されたものに限定されない。

このことを説明するために、第２の実施の形態に係る車両用ルーフパネル１Ｂの変形例である車両用ルーフパネル１Ｃを、図１１に基づいて説明する。なお、上記の説明と同一の構成要素については同一の符号を用いて説明を省略することとし、主に異なる構成要素について説明を行うものとする。

車両用ルーフパネル１Ｃは、ルーフパネル縁部４Ｃを備える。

ルーフパネル縁部４Ｃには、１つのスリットｓＣが、形成されている。

具体的には、サイドレール側ルーフパネル縁部４２Ｃの縁部横壁部において、複数の被接合点ｃ_１～ｃ_Ｎのうちの車両前後方向Ｘの略中央位置に配置されている第ｎの被接合点ｃ_ｎ及び第ｎ＋１の被接合点ｃ_ｎ＋１を跨ぐような１つのスリットｓＣが、形成されている。

すなわち、１つのスリットｓＣは、１つのサイドレール側スリットｓＣである。そして、１つのサイドレール側スリットｓＣは、サイドレール側ルーフパネル縁部４２Ｃにおける車両前後方向Ｘの中央位置を含む領域内に配置されている。

スリットｓＣは、スリット本体部ｓＣａと、被接合点間スリット部ｓＣｂと、を有している。

スリット本体部ｓＣａは、第ｎの被接合点ｃ_ｎ及び第ｎ＋１の被接合点ｃ_ｎ＋１を跨ぐように、隣り合う第ｎの被接合点ｃ_ｎ及び第ｎ＋１の被接合点ｃ_ｎ＋１の並ぶ方向と平行に延びる部分である。

被接合点間スリット部ｓＣｂは、スリット本体部ｓＣａから車幅方向Ｙのルーフパネル本体部２から見て外方に向かって延び、隣り合う２つの被接合点を分断する部分である。被接合点間スリット部ｓＣｂは、少なくとも隣り合う２つの被接合点を分断する程度に延びていればよく、サイドレール側ルーフパネル縁部４２Ｃを分断しない限度でサイドレール側ルーフパネル縁部４２Ｃの外周付近にまで到達していてもよい。すなわち、図１１に示すように、被接合点間スリット部ｓＣｂは、被接合点ｃ_ｎ－１と被接合点ｃ_ｎとを分断し、被接合点ｃ_ｎ＋１と被接合点ｃ_ｎ＋２とを分断する。

スリットｓＣは、スリット本体部ｓＣａと被接合点間スリット部ｓＣｂとにより、例えばコの字状に形成されているスリットである。

車両用ルーフパネル１Ｃによる作用効果を説明する。

車両用ルーフパネル１Ｃによれば、ルーフパネル本体部２は、車両前後方向Ｘの中央位置近傍において熱膨張がより制限されるところ、１つのサイドレール側スリットｓＣにより、サイドレール側ルーフパネル縁部４２Ｃにおける車両前後方向Ｘの中央位置を含む領域と平行に並ぶルーフパネル本体部２に形成される領域において、塑性変形することが抑制される。

詳細には、サイドレール側ルーフパネル縁部４２Ｃ及びルーフパネル本体部２は、ルーフサイドレールｒｓｒにより熱膨張がより制限されているが、それらの中でも、熱膨張による変形荷重を逃がすことができる車両前後方向Ｘの端から最も離れている中央位置近傍において、車両前後方向Ｘの熱膨張がより制限されている。しかし、１つのサイドレール側スリットｓＣが、サイドレール側ルーフパネル縁部４２Ｃにおける車両前後方向の中央位置を含む領域内に配置されているので、１つのサイドレール側スリットｓＣによって、中央位置を含む領域に配置される隣り合う２つの被接合点である第ｎの被接合点ｃ_ｎ及び第ｎ＋１の被接合点ｃ_ｎ＋１並びに当該隣り合う２つの被接合点の間の部位とルーフパネル本体部２との連結が切断される。したがって、車両用ルーフパネル１Ｃによれば、ルーフパネル本体部２は、サイドレール側ルーフパネル縁部４２Ｃにおける車両前後方向Ｘの中央位置を含む領域と平行に並ぶルーフパネル本体部２に形成される領域において、自由に膨張することができ、塑性変形することが抑制される。

また、車両用ルーフパネル１Ｃによれば、被接合点間スリット部ｓＣｂが、車両前後方向の中央位置を含む領域内に配置され隣り合う２つの被接合点を分断するので、当該隣り合う２つの被接合点の間において、熱膨張による車両前後方向Ｘの伸びを制限する拘束力が働かない。そのため、当該隣り合う２つの被接合点ｃの間の部位における塑性変形が抑制される。

したがって、本発明には、複数のスリットが形成されたものに限定されず、１つのスリットが、車両前後方向Ｘの中央位置を含む領域内に形成されたものであっても、含まれる。

次に、本発明に係る車両上部の製造方法を説明する。

車両上部は、車両上部構造部材ＢＳと前記車両用ルーフパネルとを含む車両の上部である。

まず、車両上部構造部材ＢＳと前記車両用ルーフパネルとを、それぞれ用意する工程を行う。

ここで、スリットｓは、一枚のアルミニウムの板材を車両用ルーフパネルの形状にプレス成形する際に打ち抜いて形成されていてもよいし、プレス成形された後に穿孔されて形成されていてもよい。

そして、前記車両用ルーフパネルを車両上部構造部材ＢＳと機械的接合手段により複数の被接合点ｃにおいて接合する工程を行う。

そして、車両上部構造部材ＢＳに接合された前記車両用ルーフパネルの表面および車両上部構造部材ＢＳの表面に、焼付塗装用の塗料を塗布する工程を行う。

そして、塗布された前記塗料を前記車両用ルーフパネルおよび車両上部構造部材ＢＳの表面に焼き付けるために前記車両用ルーフパネル及び車両上部構造部材ＢＳを加熱炉で加熱する工程を行う。

前記車両上部の製造方法によれば、前記加熱する工程において前記車両用ルーフパネルが熱膨張しても、車両用ルーフパネルの意匠面を構成するルーフパネル本体部２において、前記少なくとも１つのスリットｓにより、自由膨張が可能となり、塑性変形が抑制され、外観品質不良が抑制されることとなる。

次に、本発明には、上述した実施形態や変形例とは異なる変形例も含まれることを説明する。

本発明において、スリットｓの配置は、縁部横壁部に限定されない。すなわち、スリットｓは、縁部横壁部における複数の被接合点ｃの位置よりも車両水平方向の内側、または、縁部縦壁部に配置されていればよい。すなわち、スリットｓは、縁部縦壁部に形成されていてもよい。

本発明において、スリットｓの形状は、上述の一文字状やコの字状に限定されず、例えば、隣り合う２つの被接合点ｃ及び当該隣り合う２つの被接合点ｃの間の部位とルーフパネル本体部２との連結が切断されるような形状であってもよい。例えば、スリットｓの形状は、波状やジグザグ状であってもよい。

本発明において、スリットｓの長さは限定されず、例えば、隣り合う２つの被接合点ｃを跨ぐことができる長さであってもよいし、１つのスリットｓが、サイドレール側ルーフパネル縁部４２Ａのうち車幅方向Ｙに見てルーフパネル本体部２のルーフサイドレールｒｓｒ側の周端縁（符号なし）と重なる領域の全域にわたって形成されていてもよい。同様に、１つのスリットｓが、フロントレール側ルーフパネル縁部４１Ａ又はリアレール側ルーフパネル縁部４３Ａのうち車両前後方向Ｘに見てルーフパネル本体部２のフロントルーフレールｆｒｒ側又はリアルーフレールｒｒｒ側の周端縁（符号なし）と重なる領域の全域にわたって形成されていてもよい。さらに、１つのスリットｓが、ルーフパネル縁部４Ａを分断しない限度で、ルーフパネル縁部４Ａの全周にわたる領域において、被接合点ｃを跨ぐことができる任意の長さで形成されていてもよい。

さらに、本発明は、スリットｓが隣り合う２つの被接合点ｃを跨ぐように形成されたものに限定されず、１つの被接合点ｃのみを跨ぐように形成されたものであってもよい。

これは、次の理由による。例えば、被接合点ｃ_ｎ＋１のみを跨ぐスリットｓが形成される場合、当該スリットｓは、ルーフパネル本体部２から見た被接合点の見かけ上の間隔を被接合点ｃ_ｎから被接合点ｃ_ｎ＋２にまで広げることとなる。具体的には、被接合点ｃ_ｎ＋１のみを跨ぐスリットｓが形成されることにより、ルーフパネル本体部２に被接合点ｃ_ｎ＋１からの拘束力が及ばない。一方、被接合点ｃ_ｎ及び被接合点ｃ_ｎ＋２からの拘束力は、ルーフパネル本体部２に及ぶ。したがって、ルーフパネル本体部２に拘束力を及ぼす被接合点の見かけ上の間隔は、被接合点ｃ_ｎと被接合点ｃ_ｎ＋２との間隔である。

そして、当該接合点ｃ_ｎ及び被接合点ｃ_ｎ＋２からの拘束力は、被接合点ｃ_ｎと被接合点ｃ_ｎ＋２との間隔が一定長さを超える場合、熱膨張したルーフパネル本体部２を塑性域にまで変形させるように作用しない。変形モードの波長が長くなるからである。このため、少なくとも１つの被接合点ｃを跨ぐように形成されたスリットｓであっても、車両用ルーフパネル１及び車両上部構造部材ＢＳが加熱されたときに、当該スリットｓと平行に並ぶルーフパネル本体部２に形成される領域において、車両上部構造ＢＳとの線膨張差による伸び変形が抑制されることにより車両用ルーフパネル１が塑性変形することが抑制される。

本発明において、機械的接合手段は、リベットに限定されず、ボルト、かしめ接合手段及び接着剤のいずれかであってもよいし、それらが複合的に用いられてもよい。また、機械的接合に限定されず、溶融接合であってもよい。

本発明において、車両上部構造部材ＢＳが鋼製からなり車両用ルーフパネルがアルミニウム製からなる構成に限定されない。すなわち、車両上部構造部材ＢＳが第１の材料からなり、車両用ルーフパネルが第１の材料の線膨張係数よりも大きな線膨張係数を有する第２の材料からなる構成であってもよい。例えば、車両上部構造部材ＢＳがアルミニウム製からなり、車両用ルーフパネルが樹脂からなる構成であってもよい。

１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ 車両用ルーフパネル
１０Ａ 車両用ルーフパネルと車両上部構造部材との接合体
２ ルーフパネル本体部
４、４Ａ、４Ｂ、４Ｃ ルーフパネル縁部
４１、４１Ａ、４１Ｂ フロントレール側ルーフパネル縁部
４２、４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃ サイドレール側ルーフパネル縁部
４２０ 縁部縦壁部
４２２、４２２Ａ 縁部横壁部
４３、４３Ａ、４３Ｂ リアレール側ルーフパネル縁部
ＢＳ 車両上部構造部材
ＰＳ 車両対称面
Ｍ モール
ＷＳ シール剤
ｂｐ Ｂピラー
ｒｓｒ ルーフサイドレール
ｆｒｒ フロントルーフレール
ｒｒｒ リアルーフレール
ｒｃｍ ルーフクロスメンバ
ｃ 被接合点
ｃ_１ 第１の被接合点
ｃ_ｎ 第ｎの被接合点
ｓ、ｓＢ、ｓＣ （サイドレール側）スリット
ｓ_１、ｓＢ_１ 第１のサイドレール側スリット
ｓ_ｍ、ｓＢ_ｍ 第ｍのサイドレール側スリット
ｓＣａ スリット本体部
ｓＣｂ 被接合点間スリット部
ｔ スリット間連続部
ｔ_１ 第１のスリット間連続部
ｔ_ｍ 第ｍのスリット間連続部
δ 歪み高さ

Claims (13)

1. 第１の材料からなり車両の上部を構成する車両上部構造部材と接合される車両用ルーフパネルであって、
   前記第１の材料の線膨張係数よりも大きな線膨張係数を有する第２の材料からなり車両の最上面を構成するルーフパネル本体部と、
   前記第２の材料からなり前記ルーフパネル本体部と一体に形成され、前記ルーフパネル本体部の周りに配置されるルーフパネル縁部と、
   を備え、
   前記ルーフパネル縁部は、
   前記車両上部構造部材と接合されるための複数の被接合点を有し、
   前記複数の被接合点のうちの少なくとも１つの被接合点と前記ルーフパネル本体部との間において、当該少なくとも１つの被接合点を跨ぐように、前記複数の被接合点の並ぶ方向と平行に延びる少なくとも１つのスリットを有する、
   車両用ルーフパネル。
2. 前記少なくとも１つのスリットは、前記複数の被接合点のうちの少なくとも隣り合う２つの被接合点と前記ルーフパネル本体部との間において、当該少なくとも隣り合う２つの被接合点を跨ぐように、当該少なくとも隣り合う２つの被接合点の並ぶ方向と平行に延びる少なくとも１つのスリットを含む、
   請求項１に記載の車両用ルーフパネル。
3. 前記ルーフパネル縁部は、前記ルーフパネル本体部の周端縁から前記車両上下方向の下方に延びる縁部縦壁部と、前記縁部縦壁部の下端縁から車幅方向の外側に延びる縁部横壁部と、を有し、
   前記複数の被接合点は、前記縁部横壁部に配置され、
   前記少なくとも１つのスリットは、前記縁部横壁部における前記複数の被接合点の位置よりも前記車幅方向の内側、または、前記縁部縦壁部に配置される、
   請求項１又は請求項２に記載の車両用ルーフパネル。
4. 前記車両上部構造部材は、車両の上部において車幅方向の両側に配置され車両前後方向に延びるルーフサイドレールを有し、
   前記ルーフパネル縁部は、前記ルーフサイドレールと接合されるサイドレール側ルーフパネル縁部を有し、
   前記少なくとも１つのスリットは、前記サイドレール側ルーフパネル縁部に配置される少なくとも１つのサイドレール側スリットを有する、
   請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の車両用ルーフパネル。
5. 前記少なくとも１つのサイドレール側スリットは、前記サイドレール側ルーフパネル縁部における前記車両前後方向の中央位置を含む領域内に配置される、
   請求項４に記載の車両用ルーフパネル。
6. 前記少なくとも１つのサイドレール側スリットは、前記サイドレール側ルーフパネル縁部のうち前記車幅方向に見て前記ルーフパネル本体部のルーフサイドレール側の周端縁と重なる領域の全域にわたり配置される、
   請求項４に記載の車両用ルーフパネル。
7. 前記少なくとも１つのサイドレール側スリットは、前記サイドレール側ルーフパネル縁部のうち前記車幅方向に見て前記ルーフパネル本体部のルーフサイドレール側の周端縁と重なる領域の全域にわたり間隔をおいて配置される複数のサイドレール側スリットを含み、
   前記複数のサイドレール側スリットのうちの任意の隣り合うサイドレール側スリット同士の間に、前記サイドレール側ルーフパネル縁部が前記車幅方向に連続するスリット間連続部が形成される、
   請求項４に記載の車両用ルーフパネル。
8. 前記少なくとも１つのスリットは、前記ルーフパネル縁部の全周にわたり間隔をおいて配置される複数のスリットを含み、
   前記複数のスリットのうちの任意の隣り合うスリット同士の間に、前記ルーフパネル縁部が前記隣り合うスリットの並ぶ方向と交差する方向に連続するスリット間連続部が形成される、
   請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の車両用ルーフパネル。
9. 前記複数の被接合点のうち前記スリット間連続部に位置する被接合点の個数が１つ以下となるように、それぞれのスリットが形成されている、
   請求項８に記載の車両用ルーフパネル。
10. 前記複数の被接合点のうちの前記スリット間連続部に位置する被接合点の個数が１つ以下となるように、それぞれのサイドレール側スリットが形成されている、
    請求項７に記載の車両用ルーフパネル。
11. 第１の材料は、鋼材であり、
    第２の材料は、アルミニウムである、
    請求項１ないし請求項１０のいずれかに記載の車両用ルーフパネル。
12. 請求項１ないし請求項１１のいずれかに記載の車両用ルーフパネルと前記車両上部構造部材とが機械的接合手段によって接合されて形成される接合体であって、
    前記機械的接合手段は、リベット、ボルト、かしめ接合手段及び接着剤のうちの少なくとも１つである、
    車両用ルーフパネルと車両上部構造部材との接合体。
13. 第１の材料からなって車両の上部を構成する車両上部構造部材と、前記車両上部構造部材と接合される車両用ルーフパネルと、を含む車両上部の製造方法であって、
    前記車両用ルーフパネルとして請求項１ないし請求項１１のいずれかに記載の車両用ルーフパネルを用意する工程と、
    前記車両用ルーフパネルを前記車両上部構造部材と機械的接合手段によって接合する工程と、
    前記車両用ルーフパネルおよび前記車両上部構造部材の表面に塗料を塗布する工程と、
    塗布された前記塗料を前記車両用ルーフパネルおよび前記車両上部構造部材の表面に焼き付けるために前記車両用ルーフパネル及び前記車両上部構造部材を加熱する工程と、
    を備える、車両上部の製造方法。

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