JP7533210B2 - 樹脂ルーフ - Google Patents

Description

本発明は、樹脂ルーフに関する。

車両のルーフパネルよりも車室内側において、車室内に面するように配設されたパネル状の基材の車室外側に、発泡成形体が一体に成形された車両用天井内装材は、従来から知られている（例えば、特許文献１参照）。発泡成形体は、車室外側の形状がルーフパネルの車室内側の形状と略等しくされており、その車室外側がルーフパネルの車室内側に圧接した状態で、ルーフパネルに取り付けられている。

特開２０１１－２２５１５０号公報

上記したように、車両のルーフパネルと、そのルーフパネルよりも車室内側に配設されている基材との間には、発泡成形体等の樹脂製のインナ層が設けられている。ここで、そのインナ層が、ルーフパネルを構成する樹脂製のアウタ層に設けられている場合に、そのアウタ層とインナ層とを含むメインルーフを、アウタ層と共にルーフパネルを構成する車体側のサブルーフに組み付けることがある。しかしながら、そのメインルーフをサブルーフに組み付けるときの組付性を向上させる構造には、改善の余地がある。

そこで、本発明は、メインルーフをサブルーフに組み付ける際の組付性を向上できる樹脂ルーフを得ることを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明に係る第１の態様の樹脂ルーフは、車両のルーフパネルを構成する樹脂製のアウタ層と、前記アウタ層の周縁部を除く所定の領域に設けられた発泡樹脂製のインナ層と、を含むメインルーフと、平面視で前記車両の左右一対のルーフサイドレールの間に設けられ、前記アウタ層の前記周縁部における接合部が接合されることで前記アウタ層と共に前記ルーフパネルを構成する車体側の樹脂製のサブルーフと、を備えている。

第１の態様の発明によれば、サブルーフに、メインルーフのアウタ層の周縁部における接合部を接合している。つまり、メインルーフをサブルーフに組み付けて接合するときには、そのメインルーフがサブルーフによって支持される。したがって、メインルーフをサブルーフに組み付ける際の組付性が向上される。

また、本発明に係る第２の態様の樹脂ルーフは、第１の態様の樹脂ルーフであって、前記サブルーフは、前記アウタ層よりも硬質な樹脂製とされている。

第２の態様の発明によれば、サブルーフが、アウタ層よりも硬質な樹脂製とされている。したがって、メインルーフをサブルーフに組み付けて接合するときに、そのメインルーフは、サブルーフによって安定的に支持される。

また、本発明に係る第３の態様の樹脂ルーフは、第１又は第２の態様の樹脂ルーフであって、前記サブルーフは、フロントウインドシールドガラス及びリアウインドシールドガラスをそれぞれ支持するように、前記メインルーフの車両前方側及び車両後方側に設けられている。

第３の態様の発明によれば、サブルーフは、メインルーフの車両前方側及び車両後方側に設けられ、フロントウインドシールドガラス及びリアウインドシールドガラスをそれぞれ支持している。したがって、車両が軽量化されるとともに、フロントウインドシールドガラス及びリアウインドシールドガラスに対する支持剛性が確保される。なお、サブルーフがアウタ層よりも硬質な樹脂製とされていると、その支持剛性がより一層確保される。

また、本発明に係る第４の態様の樹脂ルーフは、第１～第３の何れか１つの態様の樹脂ルーフであって、前記アウタ層の前記接合部が接合される前記サブルーフの被接合部は、車体側の基材にリベットによって接合されており、前記リベットを含む前記被接合部に前記アウタ層の前記接合部が接合されている。

第４の態様の発明によれば、サブルーフの被接合部が、車体側の基材にリベットによって接合されており、そのリベットを含むサブルーフの被接合部にアウタ層の接合部が接合されている。したがって、リベットが挿入された貫通孔からの車室内への水の進入が防止される。

また、本発明に係る第５の態様の樹脂ルーフは、第４の態様の樹脂ルーフであって、前記車体側の基材に前記インナ層の接合部が接合されている。

第５の態様の発明によれば、サブルーフの被接合部が接合された車体側の基材にインナ層の接合部が接合されている。したがって、車体側の基材にインナ層の接合部が接合されない場合に比べて、メインルーフが安定化される。

また、本発明に係る第６の態様の樹脂ルーフは、第１～第５の何れか１つの態様の樹脂ルーフであって、前記アウタ層の前記周縁部における外形端末と前記サブルーフとの間がシールされている。

第６の態様の発明によれば、アウタ層の周縁部における外形端末とサブルーフとの間がシールされている。したがって、その外形端末とサブルーフとの間からの車室内への水の進入が防止される。

以上のように、本発明によれば、メインルーフをサブルーフに組み付ける際の組付性を向上させることができる。

本実施形態に係る樹脂ルーフを示す斜視図である。 図１におけるＸ－Ｘ線矢視断面図である。 図１におけるＹ－Ｙ線矢視断面図である。

以下、本発明に係る実施の形態について、図面を基に詳細に説明する。なお、説明の便宜上、各図において適宜示す矢印ＵＰを車両上方向、矢印ＦＲを車両前方向、矢印ＬＨを車両左方向とする。したがって、以下の説明で、特記することなく上下、前後、左右の方向を記載した場合は、車両上下方向の上下、車両前後方向の前後、車両左右方向（車幅方向）の左右を示すものとする。

図１、図２に示されるように、本実施形態に係る車両のルーフ１２における車幅方向両端部には、前後方向に延在する左右一対の金属製のルーフサイドレール２０が設けられている。ルーフサイドレール２０は、車両前後方向から見た断面視で、略ハット型形状とされたアンダリインフォースメント２２と、車両前後方向から見た断面視で、略平板形状とされたアッパリインフォースメント２６と、が互いに接合されることで閉断面形状に形成されている。

すなわち、ルーフサイドレール２０は、アンダリインフォースメント２２の車幅方向内側端部及び車幅方向外側端部に形成されているフランジ部２４と、アッパリインフォースメント２６の車幅方向内側端部及び車幅方向外側端部に形成されているフランジ部２８とが、スポット溶接等によって互いに接合されることで閉断面形状に構成されている。なお、前後方向に延在するアッパリインフォースメント２６の複数の所定位置には、円形状の貫通孔２６Ａが形成されている。

そして、このアッパリインフォースメント２６の上面にサイドメンバアウタパネル（以下「サイメンアウタ」という）１４の車幅方向内側端部が接合されている。具体的に説明すると、サイメンアウタ１４の車幅方向内側には、車両前後方向から見た断面視で、下方側へ略「Ｌ」字状に屈曲された段差部１６が一体に形成されており、その段差部１６の車幅方向内側端部には、車両前後方向から見た断面視で、下方側へ略「Ｌ」字状に屈曲された支持部１８が一体に形成されている。

そして、前後方向に延在する支持部１８の複数の所定位置には、アッパリインフォースメント２６の各貫通孔２６Ａと連通する円形状の貫通孔１８Ａが形成されている。したがって、車両上方側から複数のリベット６０の軸部６４が各貫通孔１８Ａ及び各貫通孔２６Ａに挿入されてかしめられることにより（仮想線で示される形状から実線で示される形状へ変形させられることにより）、サイメンアウタ１４の車幅方向内側端部である支持部１８が、アッパリインフォースメント２６（ルーフサイドレール２０）に取り付けられている。

また、図１に示されるように、左右一対のルーフサイドレール２０の間には、車体側の基材として車幅方向に延在する金属製のルーフリインフォースメント３０が、前後方向に間隔を空けて３本架設されている。なお、以下において、前側のルーフリインフォースメント３０を「ルーフリインフォースメント３０Ｆ」と称し、中央側のルーフリインフォースメント３０を「ルーフリインフォースメント３０Ｃ」と称し、後側のルーフリインフォースメント３０を「ルーフリインフォースメント３０Ｂ」と称する。

平面視で、前側のルーフリインフォースメント３０Ｆと左右一対のルーフサイドレール２０とで囲まれた部位、及び後側のルーフリインフォースメント３０Ｂと左右一対のルーフサイドレール２０とで囲まれた部位には、それぞれルーフ１２のルーフパネルを構成する前後一対の樹脂製のサブルーフ４０が設けられている。なお、左右一対のルーフサイドレール２０の間に予め設けられている各サブルーフ４０も、車体側の基材である。

また、平面視で、前側のルーフリインフォースメント３０Ｆ（前側のサブルーフ４０）と中央側のルーフリインフォースメント３０Ｃと左右一対のルーフサイドレール２０とで囲まれた部位、及び後側のルーフリインフォースメント３０Ｂ（後側のサブルーフ４０）と中央側のルーフリインフォースメント３０Ｃと左右一対のルーフサイドレール２０とで囲まれた部位には、それぞれメインルーフ５０が前後に２個並んで設けられている。なお、メインルーフ５０については、後述する。

前後一対のサブルーフ４０は、ガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ）等の強度及び剛性の高い樹脂材料で略矩形平板状に形成されており、その板厚は、２．０ｍｍ以上とされている。そして、前後一対のサブルーフ４０は、フロントウインドシールドガラス（図示省略）の上端部及びリアウインドシールドガラス（図示省略）の上端部をそれぞれ支持している。

換言すれば、前後一対のサブルーフ４０は、フロントウインドシールドガラスの上端部及びリアウインドシールドガラスの上端部をそれぞれ支持できるように、強度及び剛性の高いＧＦＲＰ等の樹脂材料で形成されている。なお、前後一対のサブルーフ４０は、同じ構成であるため、以下においては、前側のサブルーフ４０についてのみ説明する。

図３に示されるように、前側のサブルーフ４０の後部には、車幅方向から見た断面視で、下方側へ略「Ｌ」字状に屈曲された段差部４２が一体に形成されている。そして、その段差部４２の後端部には、車幅方向から見た断面視で、下方側へ略「Ｌ」字状に屈曲された支持部４４が一体に形成されている。

なお、サブルーフ４０の車幅方向に延在する支持部４４が、後述する第１接合部５４が接合される被接合部の１つとされており、支持部４４における上面４４Ｕが、後述する第１接着剤Ｇ１が接触する被接合面の１つとされている。

前側のルーフリインフォースメント３０Ｆは、車幅方向から見た断面視で、略ハット型形状とされたアンダリインフォースメント３２Ｆと、車幅方向から見た断面視で、略平板形状とされたアッパリインフォースメント３６Ｆと、が互いに接合されることで閉断面形状に形成されている。

すなわち、前側のルーフリインフォースメント３０Ｆは、アンダリインフォースメント３２Ｆの前端部及び後端部に形成されているフランジ部３４Ｆと、アッパリインフォースメント３６Ｆの前端部及び後端部に形成されているフランジ部３８Ｆとが、スポット溶接等によって互いに接合されることで閉断面形状に構成されている。

そして、アッパリインフォースメント３６Ｆの前側の上面には、車両前後方向から見た断面視で、上方側へ凸となる略ハット型形状の複数のブラケット４６が、車幅方向に間隔を空けて一体的に取り付けられている。具体的には、各ブラケット４６の下端部で車幅方向に張り出している各フランジ部４８が、アッパリインフォースメント３６Ｆの上面にスポット溶接等によって一体的に接合されている。

なお、ブラケット４６は、少なくとも車幅方向中央部と車幅方向両端部の計３個設けられることが好ましい。また、各ブラケット４６の上壁４７には、円形状の貫通孔４７Ａが形成されており、サブルーフ４０の車幅方向に延在する支持部４４の複数（少なくとも３個）の所定位置には、各貫通孔４７Ａと連通する円形状の貫通孔４４Ａが形成されている。

したがって、車両上方側から複数（少なくとも３個）のリベット６０の軸部６４が各貫通孔４４Ａ及び各貫通孔４７Ａに挿入されてかしめられることにより（仮想線で示される形状から実線で示される形状へ変形させられることにより）、サブルーフ４０の支持部４４が、ブラケット４６を介してアッパリインフォースメント３６Ｆに取り付けられている。つまり、サブルーフ４０の後端部が、ブラケット４６を介して前側のルーフリインフォースメント３０Ｆによって支持されている。

また、前側のルーフリインフォースメント３０Ｆにおけるアッパリインフォースメント３６Ｆの前後方向略中央部が、後述する第２接合部５８が接合される被接合部の１つとされており、その前後方向略中央部における上面が、後述する第２接着剤Ｇ２が接触する被接合面の１つとされている。

図２、図３に示されるように、本実施形態に係るメインルーフ５０は、サブルーフ４０と共にルーフ１２のルーフパネルを構成する略矩形平板状のアウタ層５２と、アウタ層５２の周縁部５２Ａを除く所定の領域の下面に一体的に接合されたインナ層５６と、を有している。なお、前後のメインルーフ５０は、同じ構成であるため、以下においては、前側のメインルーフ５０についてのみ説明する。

アウタ層５２は、例えばアクリロニトリル・エチレン－プロピレン－ジエン・スチレン（ＡＥＳ）等の耐候性を有する樹脂材料で形成されており、その板厚は、１．０ｍｍ～２．５ｍｍとされている。インナ層５６は、発泡性の樹脂材料で成形された成形体（例えば発泡ウレタンフォーム等）で構成されており、アウタ層５２よりも厚く形成されている。具体的には、インナ層５６の板厚は、前後方向の部位によっても異なるが、１０ｍｍ以上とされている。

このように、メインルーフ５０は、樹脂製のアウタ層５２と樹脂製のインナ層５６とを含んで構成され、サブルーフ４０も樹脂製とされているため、メインルーフ５０とサブルーフ４０とで樹脂ルーフ１０とされている。なお、アウタ層５２は、インナ層５６よりも硬質かつ高密度な樹脂材料（ＡＥＳ）で成形されており、サブルーフ４０は、アウタ層５２よりも硬質な樹脂材料（ＧＦＲＰ）で成形されている。

また、アウタ層５２の周縁部５２Ａの下面には、第１接着剤Ｇ１が環状に設けられており、その第１接着剤Ｇ１が設けられている部分が、アウタ層５２の接合部としての第１接合部５４とされている。そして、図３に示されるように、前側の第１接合部５４が、サブルーフ４０のリベット６０の頭部６２及びその周囲を含む支持部４４（上面４４Ｕ）に第１接着剤Ｇ１を介して接合されている。

また、図２に示されるように、右側の第１接合部５４は、サイメンアウタ１４のリベット６０の頭部６２及びその周囲を含む支持部１８（上面１８Ｕ）に第１接着剤Ｇ１を介して接合されている。なお、左側の第１接合部５４も同様である。また、図示は省略するが、後側の第１接合部５４は、中央側のルーフリインフォースメント３０Ｃにおけるアッパリインフォースメントに第１接着剤Ｇ１を介して接合されている。

また、図２、図３に示されるように、インナ層５６の下面における外周部には、第２接着剤Ｇ２が環状に設けられており、その第２接着剤Ｇ２が設けられている部分が、インナ層５６の接合部としての第２接合部５８とされている。そして、図３に示されるように、前側の第２接合部５８が、前側のルーフリインフォースメント３０Ｆにおけるアッパリインフォースメント３６Ｆの前後方向略中央部に第２接着剤Ｇ２を介して接合されている。

また、図２に示されるように、右側の第２接合部５８は、ルーフサイドレール２０の車幅方向内側のフランジ部２８に第２接着剤Ｇ２を介して接合されている。なお、左側の第２接合部５８も同様である。また、図示は省略するが、後側の第２接合部５８は、中央側のルーフリインフォースメント３０Ｃにおけるアッパリインフォースメントの前端部に形成されているフランジ部に第２接着剤Ｇ２を介して接合されている。

また、図２、図３に示されるように、アウタ層５２の周縁部５２Ａにおける外形端末５２Ｂは、耐候性を有する柔らかいシーラＳによって覆われている。すなわち、前側の外形端末５２Ｂは、サブルーフ４０の段差部４２の上面の一部と共にシーラＳによってシールされ、右側の外形端末５２Ｂは、サイメンアウタ１４の段差部１６の上面の一部と共にシーラＳによってシールされている。なお、左側の外形端末５２Ｂも同様である。また、図示は省略するが、後側の外形端末５２Ｂは、中央側のルーフリインフォースメント３０Ｃのアッパリインフォースメントの上面の一部と共にシーラＳによってシールされている。

以上のような構成とされた本実施形態に係る樹脂ルーフ１０（メインルーフ５０及びサブルーフ４０）において、次にその作用について説明する。

車両には、予めサブルーフ４０が設けられている。サブルーフ４０は、メインルーフ５０の車両前方側及び車両後方側に設けられており、フロントウインドシールドガラス及びリアウインドシールドガラスをそれぞれ支持している。ここで、サブルーフ４０は、メインルーフ５０のアウタ層５２よりも硬質な樹脂材料で形成されている。したがって、車両を軽量化することができるとともに、フロントウインドシールドガラス及びリアウインドシールドガラスに対する支持剛性も確保することができる。

このようなサブルーフ４０が予め設けられている車両のルーフ１２にメインルーフ５０を配置する。すなわち、メインルーフ５０のアウタ層５２の周縁部５２Ａにおける第１接合部５４（第１接着剤Ｇ１）及びインナ層５６における第２接合部５８（第２接着剤Ｇ２）を、それぞれ被接合部（被接合面）に接合する。

具体的には、第１接着剤Ｇ１を介して、第１接合部５４を支持部４４の上面４４Ｕ（リベット６０の頭部６２及びその周囲を含む）、左右の支持部１８の上面１８Ｕ（リベット６０の頭部６２及びその周囲を含む）及び中央側のルーフリインフォースメント３０Ｃにおけるアッパリインフォースメントの上面に接合する。

そして、第２接着剤Ｇ２を介して、第２接合部５８を前側のルーフリインフォースメント３０Ｆにおけるアッパリインフォースメント３６Ｆの上面、左右のルーフサイドレール２０におけるフランジ部２８の上面及び中央側のルーフリインフォースメント３０Ｃにおけるフランジ部の上面に接合する。

ここで、サブルーフ４０（支持部４４も含む）は、メインルーフ５０のアウタ層５２よりも硬質な樹脂材料で成形されている。つまり、メインルーフ５０のアウタ層５２よりも硬度の高いサブルーフ４０の支持部４４に、そのアウタ層５２の第１接合部５４（周縁部５２Ａ）を接合している。

したがって、メインルーフ５０の第１接合部５４（周縁部５２Ａ）をサブルーフ４０の支持部４４に接合するときに、メインルーフ５０の第１接合部５４（周縁部５２Ａ）は、そのサブルーフ４０の支持部４４によって安定的に支持される。よって、メインルーフ５０をサブルーフ４０に組み付ける際の組付性を向上させることができる。

また、インナ層５６が予め設けられているメインルーフ５０をサブルーフ４０に組み付けるため、メインルーフ５０とサブルーフ４０とが一体に形成されているものにインナ層５６を設ける場合に比べて、インナ層５６を設け易い（インナ層５６を設けるための作業性を向上させることができる）。

また、サブルーフ４０の支持部４４がリベット６０及びブラケット４６を介して接合されているルーフリインフォースメント３０Ｆのアッパリインフォースメント３６Ｆに、インナ層５６の第２接合部５８が接合されている。したがって、ルーフリインフォースメント３０Ｆのアッパリインフォースメント３６Ｆにインナ層５６の第２接合部５８が接合されない場合に比べて、車両のルーフ１２に配置したメインルーフ５０を安定化させることができる（安定した状態で固定することができる）。

また、サブルーフ４０の支持部４４が、ルーフリインフォースメント３０Ｆのアッパリインフォースメント３６Ｆの上面に一体的に取り付けられたブラケット４６に、リベット６０によって接合されており、そのリベット６０の頭部６２及びその周囲を含むサブルーフ４０の支持部４４に、アウタ層５２の第１接合部５４が接合されている。

つまり、リベット６０の頭部６２の周囲と支持部４４の上面との隙間が、第１接着剤Ｇ１によって埋められている。したがって、その第１接着剤Ｇ１により、リベット６０の軸部６４が挿入された貫通孔４４Ａ、４７Ａからの車室内への水の進入を防止することができる。

また、アウタ層５２の周縁部５２Ａにおける外形端末５２Ｂと、サブルーフ４０の段差部４２の上面、左右のサイメンアウタ１４の段差部１６の上面及び中央側のルーフリインフォースメント３０Ｃのアッパリインフォースメントの上面との間が、それぞれシーラＳによってシールされている。

つまり、シーラＳは、外形端末５２Ｂに沿って環状に設けられており、伸び率が高いため、例えば温度変化による線膨張率の差で外形端末５２Ｂが前方側及び後方側へ熱伸びした場合でも、その伸びに追従可能になっている。したがって、例えば外形端末５２Ｂとサブルーフ４０の段差部４２の上面との隙間からの車室内への水の進入を防止することができる。

また、本実施形態に係るメインルーフ５０のアウタ層５２は、樹脂製とされているため、アウタ層５２が、金属製とされている場合に比べて、車両を軽量化することができる。また、本実施形態に係るメインルーフ５０のインナ層５６は、発泡成形体であり、アウタ層５２よりも厚く形成されているため、車室内への騒音の進入を効果的に抑制することができ、かつ断熱効果を高めることができる。

また、本実施形態に係るメインルーフ５０は、ルーフパネルを構成するアウタ層５２にインナ層５６を一体的に設けて構成しているため、ルーフヘッドライニングにインナ層を一体的に設けてルーフパネルに取り付ける構成に比べて、組み付け時の基準となる基準部（図示省略）を容易に設定することができる。

すなわち、ルーフヘッドライニングにインナ層を一体的に設けてルーフパネルに取り付ける構成の場合、その基準部は、目視のために外周部に設けなければならないという制約を受ける。しかしながら、本実施形態では、そのような制約を受けることがない。また、ルーフパネルとルーフヘッドライニングとの間に配策されるワイヤーハーネス（図示省略）等を交換する際にも、メインルーフ５０を取り外して交換することができるため、ルーフヘッドライニングを取り外して交換する場合に比べて、その交換費用が低減される。

以上、本実施形態に係る樹脂ルーフ１０（メインルーフ５０及びサブルーフ４０）について、図面を基に説明したが、本実施形態に係る樹脂ルーフ１０は、図示のものに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、適宜設計変更可能なものである。例えば、サブルーフ４０の支持部４４は、リベット６０ではなく、接着剤によってブラケット４６の上壁４７に接合されていてもよい。

また、サブルーフ４０は、メインルーフ５０のアウタ層５２よりも硬質な樹脂製とされていなくてもよい。すなわち、上記した作用効果が得られるならば、例えばサブルーフ４０は、メインルーフ５０のアウタ層５２と同じ樹脂材料（本実施形態の場合では、一例としてＡＥＳ等）で形成されていてもよい。

１０ 樹脂ルーフ
２０ ルーフサイドレール
３０ ルーフリインフォースメント（基材）
４０ サブルーフ
４４ 支持部（被接合部）
５０ メインルーフ
５２ アウタ層
５２Ａ 周縁部
５２Ｂ 外形端末
５４ 第１接合部（アウタ層の接合部）
５６ インナ層
５８ 第２接合部（インナ層の接合部）
６０ リベット

Claims (5)

1. 車両のルーフパネルを構成する樹脂製のアウタ層と、
   前記アウタ層の周縁部を除く所定の領域に設けられた発泡樹脂製のインナ層と、
   を含むメインルーフと、
   平面視で前記車両の左右一対のルーフサイドレールの間に設けられ、前記アウタ層の前記周縁部における接合部が接合されることで前記アウタ層と共に前記ルーフパネルを構成する車体側の樹脂製のサブルーフと、
   を備え、
   前記アウタ層の前記接合部が接合される前記サブルーフの被接合部は、車体側の基材にリベットによって接合されており、
   前記リベットの頭部を含む前記被接合部に前記アウタ層の前記接合部が接着剤を介して接合され、前記リベットの頭部の周囲と前記被接合部との隙間が前記接着剤によって埋められている樹脂ルーフ。
2. 前記サブルーフは、前記アウタ層よりも硬質な樹脂製とされている請求項１に記載の樹脂ルーフ。
3. 前記サブルーフは、フロントウインドシールドガラス及びリアウインドシールドガラスをそれぞれ支持するように、前記メインルーフの車両前方側及び車両後方側に設けられている請求項１又は請求項２に記載の樹脂ルーフ。
4. 前記車体側の基材に前記インナ層の接合部が接合されている請求項１～請求項３の何れか１項に記載の樹脂ルーフ。
5. 前記アウタ層の前記周縁部における外形端末と前記サブルーフとの間がシールされている請求項１～請求項４の何れか１項に記載の樹脂ルーフ。