特開 2023-94905 ルーフパネルおよび車両用ルーフ構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023094905

(43)【公開日】2023-07-06

(54)【発明の名称】ルーフパネルおよび車両用ルーフ構造

(51)【国際特許分類】

   B62D 25/06 20060101AFI20230629BHJP

   B62D 29/04 20060101ALI20230629BHJP

【ＦＩ】

B62D25/06 Z

B62D29/04 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021210498

(22)【出願日】2021-12-24

(71)【出願人】

【識別番号】000005887

【氏名又は名称】三井化学株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100123788

【弁理士】

【氏名又は名称】宮崎 昭夫

(74)【代理人】

【識別番号】100127454

【弁理士】

【氏名又は名称】緒方 雅昭

(72)【発明者】

【氏名】染谷 紀樹

(72)【発明者】

【氏名】松本 学

(72)【発明者】

【氏名】保井 猛

【テーマコード（参考）】

3D203

【Ｆターム（参考）】

3D203AA01

3D203BB59

3D203BB62

3D203BB63

3D203CA07

3D203CA53

3D203CA56

3D203CB07

(57)【要約】

【課題】車両用ルーフパネルの軽量化と剛性確保を低コストで両立させる。
【解決手段】車両上部で車両幅方向に延びるルーフリンフォース２４に接合される熱可塑性樹脂製のルーフパネル３は、パネル本体３１と、パネル本体３１の下面に一体成形され、車両幅方向に間隔を置いて車両前後方向に延びる複数の厚肉リブ３２と、を有し、厚肉リブ３２は、厚みが最大でルーフリンフォース２４に接合される第１の厚肉領域３２ａと、第１の厚肉領域３２ａに隣接し、第１の厚肉領域３２ａから離れるにつれて厚みが減少する第２の厚肉領域３２ｂとを有している。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両上部で車両幅方向に延びるルーフリンフォースに接合される熱可塑性樹脂製のルーフパネルであって、
パネル本体と、前記パネル本体の下面に一体成形され、車両幅方向に間隔を置いて車両前後方向に延びる複数の厚肉リブと、を有し、
前記厚肉リブは、厚みが最大で前記ルーフリンフォースに接合される第１の厚肉領域と、前記第１の厚肉領域に隣接し、前記第１の厚肉領域から離れるにつれて厚みが減少する第２の厚肉領域とを有する、ルーフパネル。

【請求項2】

前記第１の厚肉領域は、前記厚肉リブの車両幅方向の中央部に配置され、前記第２の厚肉領域は、車両前後方向および車両幅方向の両方向に沿って前記第１の厚肉領域から離れるにつれて厚みが減少する、請求項１に記載のルーフパネル。

【請求項3】

前記第１の厚肉領域を通り車両幅方向に平行な断面において、前記パネル本体に対する前記第２の厚肉領域の傾きは、１０°以下である、請求項２に記載のルーフパネル。

【請求項4】

前記第１の厚肉領域は、車両前後方向に沿って複数設けられている、請求項２または３に記載のルーフパネル。

【請求項5】

前記厚肉リブは、車両前後方向に沿って前記第１の厚肉領域と交互に配置され、前記第１の厚肉領域よりも厚みが薄い第３の厚肉領域を有し、
前記第３の厚肉領域は、前記厚肉リブの車両幅方向の中央部に配置され、前記第２の厚肉領域は、車両前後方向に沿って前記第１の厚肉領域から前記第３の厚肉領域に向かって厚みが減少し、車両幅方向に沿って前記第３の厚肉領域から離れるにつれて厚みが減少する、請求項４に記載のルーフパネル。

【請求項6】

前記第３の厚肉領域を通り車両幅方向に平行な断面において、前記パネル本体に対する前記第２の厚肉領域の傾きは、１０°以下であり、前記第３の厚肉領域を通り車両前後方向に平行な断面において、前記第３の厚肉領域に対する前記第２の厚肉領域の傾きは、１０°以下である、請求項５に記載のルーフパネル。

【請求項7】

前厚肉リブは、車両前後方向に沿って前記第１の厚肉領域から前記第３の厚肉領域に向かって幅が減少する、請求項５または６に記載のルーフパネル。

【請求項8】

前記第１の厚肉領域の平面視における面積は、前記第３の厚肉領域の平面視における面積よりも大きい、請求項５から７のいずれか１項に記載のルーフパネル。

【請求項9】

請求項１から８のいずれか１項に記載のルーフパネルと、
車両上部で車両幅方向に延び、前記ルーフパネルを支持するルーフリンフォースと、を有し、
前記ルーフパネルは、マスチック接着剤により、前記厚肉リブの前記第１の厚肉領域で前記ルーフリンフォースに接合されている、車両用ルーフ構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ルーフパネルおよび車両用ルーフ構造に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、車体のさらなる軽量化のために、ルーフの大部分が樹脂製のルーフパネルから構成された車両が知られている。このようなルーフパネル用の樹脂としては、剛性や耐衝撃性などの機械的強度の観点から、熱硬化性の繊維強化樹脂を用いることが検討されており（例えば、特許文献１参照）、その実用化も進められている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２０－０２３２６３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、熱硬化性樹脂製のルーフパネルは、成形サイクルタイムが長く、成形後に後加工も必要になることから、高価であり、一部の高級車にしか採用できないのが現状である。これに対し、様々な車種への樹脂製のルーフパネルの採用拡大を図るためには、熱硬化性樹脂の代わりに安価な熱可塑性樹脂を用いることが考えられるが、そのためには、軽量化を維持しつつ必要な剛性を確保する対策が必要になる。

【0005】

そこで、本発明の目的は、ルーフパネルの軽量化と剛性確保を低コストで両立させることである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上述した目的を達成するために、本発明のルーフパネルは、車両上部で車両幅方向に延びるルーフリンフォースに接合される熱可塑性樹脂製のルーフパネルであって、パネル本体と、パネル本体の下面に一体成形され、車両幅方向に間隔を置いて車両前後方向に延びる複数の厚肉リブと、を有し、厚肉リブは、厚みが最大でルーフリンフォースに接合される第１の厚肉領域と、第１の厚肉領域に隣接し、第１の厚肉領域から離れるにつれて厚みが減少する第２の厚肉領域とを有している。

【0007】

また、本発明の車両用ルーフ構造は、上記ルーフパネルと、車両上部で車両幅方向に延び、ルーフパネルを支持するルーフリンフォースと、を有し、ルーフパネルは、マスチック接着剤により、厚肉リブの第１の厚肉領域でルーフリンフォースに接合されている。

【発明の効果】

【0008】

以上、本発明によれば、車両用ルーフパネルの軽量化と剛性確保を低コストで両立させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の一実施形態に係る車両用ルーフ構造の斜視図である。

【図2】図１のＡ－Ａ線に沿った断面図である。

【図3】本実施形態のルーフパネルの平面図および断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。

【0011】

図１は、本発明の一実施形態に係る車両用ルーフ構造の斜視図である。図２は、図１のＡ－Ａ線に沿った断面図である。

【0012】

車両用ルーフ構造（以下、単に「ルーフ構造」ともいう）１は、車両上部（ルーフ）の骨格を構成するルーフ骨格部材２を有している。ルーフ骨格部材２は、一対のルーフサイドレール２１と、フロントヘッダーパネル２２と、リアルーフレール２３と、複数のルーフリンフォース２４とを有している。

【0013】

ルーフサイドレール２１は、車両幅方向の両端部に配置され、それぞれ車両前後方向に延びている。フロントヘッダーパネル２２およびリアルーフレール２３は、それぞれ車両前方側および車両後方側の端部で車両幅方向に沿って一対のルーフサイドレール２１間に架け渡されている。ルーフリンフォース２４は、こうして形成されたルーフ開口部２５に車両前後方向に間隔を置いて配置され、車両幅方向に沿って一対のルーフサイドレール２１間に架け渡されている。ルーフサイドレール２１は、サイドアウター２１ａと、サイドアウター２１ａの車室内側に配置されたサイドインナー２１ｂと、サイドアウター２１ａとサイドインナー２１ｂとの間に配置されたルーフサイドレールリンフォース２１ｃとから構成されている。これらが互いに接合されることで、ルーフサイドレール２１は閉断面構造を有している。なお、図示していないが、リアルーフレール２３も同様の閉断面構造を有している。

【0014】

また、ルーフ構造１は、ルーフ骨格部材２のルーフ開口部２５を覆うルーフパネル３を有している。ルーフパネル３は、導電性の熱可塑性樹脂製であり、好ましくは、ポニフェニレンエーテル樹脂（ＰＰＥ／ＰＰＯ）製である。ルーフパネル３は、その周縁部の全周にわたって、構造用接着剤４により、ルーフサイドレール２１、フロントヘッダーパネル２２、およびリアルーフレール２３にそれぞれ固定されている。なお、構造用接着剤４の外周側には、ルーフパネル３とルーフ骨格部材２との隙間、すなわち、ルーフサイドレール２１、フロントヘッダーパネル２２、およびリアルーフレール２３との隙間をシールして両者間の水密性を確保するシール材５が設けられている。

【0015】

ルーフパネル３は、パネル本体３１と、パネル本体３１の下面に一体成形され、ルーフパネル３の剛性を高めるための複数の厚肉リブ３２とを有している。詳細は後述するが、厚肉リブ３２は、ルーフリンフォース２４と交差するように車両前後方向に延び、その交差部分に塗布されたマスチック接着剤６により、ルーフリンフォース２４に接合されている。マスチック接着剤６は、弾性を有する接着剤であり、ルーフパネル３とルーフリンフォース２４とを固定してルーフパネル３の張り剛性を確保するとともに、ルーフパネル３の振動や騒音を抑制する機能も有している。

【0016】

ここで、図３を参照して、本実施形態の厚肉リブの詳細な形状について説明する。図３（ａ）は、本実施形態のルーフパネルの下面側の一部を拡大して示す平面図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）のＢ－Ｂ線に沿った断面図、図３（ｃ）は、図３（ａ）のＣ－Ｃ線に沿った断面図である。なお、図３（ａ）における厚肉リブの配置は、あくまで一例であり、本発明を制限するものではない。

【0017】

厚肉リブ３２は、車両幅方向に間隔を置いて車両前後方向に延びるように、パネル本体３１の下面に一体成形されている。厚肉リブ３２は、厚みが最大の第１の厚肉領域３２ａと、第１の厚肉領域３２ａに隣接し、第１の厚肉領域３２ａから離れるにつれて厚みが減少する第２の厚肉領域３２ｂとを有している。第１の厚肉領域３２ａは、ルーフリンフォース２４に対向する位置に配置され、マスチック接着剤６が塗布されてルーフリンフォース２４に接合される領域である。第１の厚肉領域３２ａは、厚肉リブ３２の車両幅方向の中央部に配置され、車両前後方向に沿って複数設けられている。したがって、第２の厚肉領域３２ｂは、車両前後方向および車両幅方向の両方向に沿って第１の厚肉領域３２ａから離れるにつれて厚みが減少するようになっている。

【0018】

また、厚肉リブ３２は、車両前後方向に沿って第１の厚肉領域３２ａと交互に配置され、第１の厚肉領域３２ａよりも厚みが薄い第３の厚肉領域３２ｃを有している。第３の厚肉領域３２ｃは、第１の厚肉領域３２ａと同様に、厚肉リブ３２の車両幅方向の中央部に配置されている。したがって、第２の厚肉領域３２ｂは、車両前後方向に沿って第１の厚肉領域３２ａから第３の厚肉領域３２ｃに向かって厚みが減少し、かつ車両幅方向に沿って第３の厚肉領域３２ｃから離れるにつれて厚みが減少するようになっている。また、第１の厚肉領域３２ａの平面視における面積は、第３の厚肉領域３２ｃの平面視における面積よりも大きい。これに伴い、厚肉リブ３２の幅は、第１の厚肉領域３２ａ付近で最大で、そこから車両前後方向に沿って第３の厚肉領域３２ｃに近づくにつれて徐々に減少し、第３の厚肉領域３２ｃ付近で最小になる。

【0019】

このように、本実施形態では、ルーフパネル３に車両前後方向に延びる厚肉リブ３２が設けられ、それと交差するルーフリンフォース２４にルーフパネル３が支持されている。これにより、ルーフパネル３は車両前後方向と車両幅方向の両方向の荷重に耐えることができ、十分な剛性を確保することができる。また、ルーフパネル３とルーフリンフォース２４を接合するマスチック接着剤６は、厚肉リブ３２のうち厚みが最大の第１の厚肉領域３２ａに塗布されている。マスチック接着剤は、防振性や緩衝性の観点から発泡剤を含有し、加熱処理後の冷却過程での収縮（硬化）に伴い、特に薄板部材の場合には接着部分にヒケを生じさせる可能性があるが、本実施形態では、そのような領域３２ａの厚みが相対的に厚くなっているため、そうしたヒケの発生を抑制することができる。

【0020】

一方で、ルーフパネル３の厚みを局所的に厚くしたことによってもヒケの発生が懸念されるが、厚肉リブ３２の厚みは、第１の厚肉領域３２ａから離れるにつれて徐々に減少するため、ヒケの発生を抑制することができるだけでなく、仮にヒケが発生したとしても、それを目立たなくすることもできる。また、厚肉リブ３２の幅は、十分な厚みを必要とする領域３２ａでは広く、それほどの厚みを必要としない領域３２ｃで狭くなっているため、上述した十分な剛性を確保しつつ、ルーフパネル３の軽量化を図ることができる。さらに、ルーフパネル３として導電性の熱可塑性樹脂を用いることは、材料コストを大幅に削減できるだけでなく、車体の電着塗装工程においてルーフパネル３の塗装も同時または逐次に実行することができるため、塗装コストを大幅に削減できる点でも有利である。

【0021】

なお、ヒケの発生を効果的に抑制するために、厚肉リブ３２の第２の厚肉領域３２ｂの厚み変化は、できるだけ滑らかであることが好ましい。具体的には、第１の厚肉領域３２ａを通り車両幅方向に平行な断面（図３（ｂ）参照）において、パネル本体３１に対する第２の厚肉領域３２ｂの傾きαは、１０°以下であることが好ましい。また、第３の厚肉領域３２ｃを通り車両幅方向に平行な断面（図３（ｂ）参照）において、パネル本体３１に対する第２の厚肉領域３２ｂの傾きβは、１０°以下であることが好ましく、第３の厚肉領域３２ｃを通り車両前後方向に平行な断面（図３（ｃ）参照）において、第３の厚肉領域３２ｃに対する第２の厚肉領域３２ｂの傾きγは、１０°以下であることが好ましい。

【0022】

厚肉リブ３２の数や配置、そのサイズは、特に限定されず、ルーフパネル３に必要とされる機械的強度に応じて適宜設定することができる。厚肉リブ３２の第１の厚肉領域３２ａは、少なくともルーフリンフォース２４に対向する位置に形成されるが、その数は、必ずしもルーフリンフォース２４の数と同数でなくてもよく、それより少なくてもよい。したがって、ルーフパネル３全体に対する第１の厚肉領域３２ａの配置は、格子状に限定されず、例えば、千鳥状であってもよい。換言すると、車両幅方向に隣接する厚肉リブ３２において、第１の厚肉領域３２ａ同士が車両前後方向で同じ位置にあってもよく、第１の厚肉領域３２ａと第３の厚肉領域３２ｃが同じ位置にあってもよい。なお、ルーフリンフォース２４の数は、図示した３つに限定されず、２つ以下であってもよく、あるいは、４つ以上であってもよい。

【符号の説明】

【0023】

１ 車両用ルーフ構造
２ ルーフ骨格部材
２１ ルーフサイドレール
２１ａ サイドアウター
２１ｂ サイドインナー
２１ｃ ルーフサイドレールリンフォース
２２ フロントヘッダーパネル
２３ リアルーフレール
２４ ルーフリンフォース
２５ ルーフ開口部
３ ルーフパネル
３１ パネル本体
３２ 厚肉リブ
３２ａ 第１の厚肉領域
３２ｂ 第２の厚肉領域
３２ｃ 第３の厚肉領域
４ 構造用接着剤
５ シール材
６ マスチック接着剤

【図1】

【図2】

【図3】