自動車ルーフパネル
【課題】熱荷重が生じた場合のルーフパネルのフランジの樹脂接合部の破損や、口開き変形やズレ変形などの変形を総合的に抑制した、アルミニウム合金製ルーフパネルの鋼製サイドパネルへの取り付け構造を提供する。
【解決手段】自動車車体におけるアルミニウム合金製ルーフパネル１と鋼製サイドパネル６の互いのフランジ１ｃ、６ｃに、立壁２a、３aを各々有する凹状段部２、３を相対応するように各々設け、サイドメンバアウタパネル６側の凹状段部３における立壁３aが、前記ルーフパネル1側の凹状段部２における立壁２aを、車幅方向の外側より支持するように、ルーフパネル１側の凹状段部２を相対応するサイドメンバアウタパネル６側の凹状段部３に重ね合わせ、その上で互いのフランジ１ｃ、６ｃ同士を接合する。
【解決手段】自動車車体におけるアルミニウム合金製ルーフパネル１と鋼製サイドパネル６の互いのフランジ１ｃ、６ｃに、立壁２a、３aを各々有する凹状段部２、３を相対応するように各々設け、サイドメンバアウタパネル６側の凹状段部３における立壁３aが、前記ルーフパネル1側の凹状段部２における立壁２aを、車幅方向の外側より支持するように、ルーフパネル１側の凹状段部２を相対応するサイドメンバアウタパネル６側の凹状段部３に重ね合わせ、その上で互いのフランジ１ｃ、６ｃ同士を接合する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は自動車車体におけるアルミニウム合金製ルーフパネルの鋼製サイドパネルへの取り付け構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車の走行性や操作性を向上するために、自動車車体上部の軽量化が有効である。自動車上部車体構造は、ルーフ(屋根)パネルと、ヘッダーパネルやルーフパネルリインフォースメントなどのルーフ補強材、サイドパネルとしての、車体上部側からサイドパネルアウタ（ルーフサイドアウタパネルあるいはサイドメンバアウタパネルなどとも言う）、ルーフサイドレール、サイドパネルインナ（ルーフサイドインナパネルあるいはサイドメンバインナパネルなどとも言う）などから構成される。
【０００３】
これら自動車上部車体構造の軽量化のためには、上記各上部構造構成部材に、従来から使用されてきた鋼材に代わって、アルミニウム合金材を使用することが有効である。
【０００４】
しかし、自動車上部車体構造全てにアルミニウム合金材を使用した場合に、車体衝突時の車体の剛性確保が難しくなる。また、アルミニウム合金材は鋼材に比べれば成形しにくいため、自動車上部車体構造の構成部材に、全てアルミニウム合金材を使用した場合、部材の成形や車体の組み立てが、鋼材に比べれば、やりにくい問題もある。
【０００５】
このため、アルミニウム合金材の使用はルーフパネルなどの限定的として、他の自動車上部車体構造の構成部材を鋼材とした複合構造（ハイブリッド構造）とする方が合理的である。自動車上部車体構造を、このような鋼材との複合構造にした場合でも、全てを鋼材とした場合に比して、アルミニウム合金材使用による上部車体構造の軽量化効果は大きい。
【０００６】
この点、従来から、鋼製であるルーフパネルをより軽量なアルミニウム合金製パネルに置き換えることが提案乃至適用されつつある（例えば、特許文献１、２、３など参照) 。ルーフパネルにアルミニウム合金を適用した場合には、太陽放射による侵入熱量の遮熱性を高めることができるなどの利点もある（例えば、特許文献４参照) 。
【０００７】
ただ、自動車のルーフパネルに対してアルミニウム合金パネルを適用する場合には、異種金属同士の組み合わせとなるために、アルミニウム合金と鋼との間で生じる電食（電位差による生じる腐食）への対策が必要となる。
【０００８】
ルーフパネルとサイドメンバアウタパネルとの、フランジ同士などの接合手段としては、通常の鋼製ルーフパネルと鋼製サイドパネルとの組み合わせ、あるいはアルミニウム合金製ルーフパネルとアルミニウム合金製サイドパネルとの組み合わせなど、同種金属同士の組み合わせであれば、接合施工の効率からも、スポット溶接が汎用される。
【０００９】
しかし、本発明が対象とするアルミニウム合金製ルーフパネルと鋼製サイドパネルとの異種金属同士の組み合わせでは、このようなスポット溶接や機械的な接合手段だけでは、アルミニウム合金と鋼との間で電食が生じる。このため、このような異材間の電食対策と接合強度の向上を目的に、アルミニウム合金製ルーフパネルと鋼製サイドメンバアウタとの接合には、主として接着樹脂が使用されることが多い。具体的には、両者の接合用のフランジ同士の間に、全面的あるいは部分的などの広域に、構造用の熱硬化型（熱硬化性）接着樹脂を塗布して介在させ、これを自動車車体組み立て後の車体の焼き付け塗装工程で加熱硬化させて、これらフランジを互いに接合する。
【００１０】
この熱硬化型接着樹脂の接合強度を補う意味で、ＳＰＲ＝セルフ・ピアシング・リベットや、あるいはボルトなどの機械的な締結手段を適用することも多い。また、これら機械的な締結手段に加えて、あるいは替えて、溶接接合 (スポット溶接等) が適用されることもある。
【００１１】
ただ、このような熱硬化型接着樹脂の接合による場合、アルミニウム合金製ルーフパネルにおける熱ひずみの問題が特に浮上してくる。本発明のように、ルーフパネルをアルミニウム合金製とした場合、アルミニウム合金製ルーフパネルと、鋼製のサイドパネル（サイドメンバアウタパネルやサイドメンバインナパネル、ルーフサイドレール）とでは、線膨張係数が大きく違う。アルミニウム合金の線膨張係数は周知の通り鋼の約２倍である。これによって、車体が高温に加熱された際には、アルミニウム合金製ルーフパネルと鋼製のサイドパネルとでは、熱による変形量が異なって、アルミニウム合金製ルーフパネルの側に大きな膨張変形（熱ひずみ）が生じる。
【００１２】
特に、大型車などで面積が大きく、かつ軽量化のために２．０ｍｍ以下に薄肉化されたアルミニウム合金製ルーフパネルでは、自動車車体組み立て後の車体の焼き付け塗装工程での１７０〜１８０ ℃×２０〜３０分などの条件での、比較的低温の加熱処理によっても、大きな膨張変形（熱ひずみ）が生じる。
【００１３】
アルミニウム合金製ルーフパネルに、このような膨張変形（熱ひずみ）が大きく生じた場合には、アルミニウム合金製ルーフパネルが、前記鋼製サイドパネルを車幅方向外側に向かって押し広げるような熱変形が生じる。そして、このような熱変形が生じるのは、前記した、自動車車体の焼き付け塗装工程（加熱炉）途中であり、前記した接合用の熱硬化型樹脂も未硬化の状態であり、これらの樹脂の接合強度は全く当てにできない。
【００１４】
このため、熱荷重、すなわち前記熱変形により負荷される荷重は、樹脂接合箇所以外の、前記した比較的数少ない、あるいは間隔が大きくあいた、溶接接合箇所やＳＰＲボルトなどの機械的な接合箇所だけで局所的に負担することとなる。この結果、これら溶接接合箇所やボルトなどの機械的な接合箇所が無い、熱硬化型樹脂による接合箇所が、前記熱荷重に耐えられずに剥がれるなどの破損する可能性が高くなる。
【００１５】
また、ルーフパネルの前記熱荷重が大きい場合には、ルーフパネル側縁部のフランジの取り付け部に生じる面ひずみ量も大きくなる。このため、フランジの取り付け部に、接合点間の口開き部分が生じる変形「口開き変形」が起こったり、このフランジ自体の位置が、本来の設計位置よりも車幅方向のより外側へずれるなどの「ズレ変形」が起こってしまう。自動車車体組み立て後に、このような変形が生じた場合、ルーフパネルの意匠性やシール性（水密性）、ひいては車体の商品価値を大きく阻害する。
【００１６】
ちなみに、ルーフパネルとサイドパネルとが、汎用されている鋼製同士の場合には、互いに同じ熱膨張係数、熱膨張量であるために、前記接合箇所に過大な熱荷重の負担は発生せず、これらの接合箇所が破損、破断あるいは剥がれることはない。また、前記したフランジの「口開き変形」や「ズレ変形」も生じない。したがって、このような問題は、アルミニウム合金製ルーフパネルを鋼製サイドパネルに取り付ける際の特有の問題である。
【００１７】
従来から、このようなアルミニウム合金ルーフパネルの熱ひずみ対策は種々提案されている。例えば、ルーフパネルの側縁部に、ビード（溝）を設けて、アルミニウム合金ルーフパネルの剛性を上げ、膨張変形を抑制する対策がある。しかし、このようなビードを設けても、ルーフパネルとサイドパネルとのフランジ同士の接合部に作用する、前記熱荷重自体を小さくできるわけではない。このため、アルミニウム合金製ルーフパネルと鋼製サイドパネルとのフランジ同士の前記熱硬化型樹脂による接合方式では、この樹脂による接合箇所が熱荷重によって破損する前記した問題を解決できない。また、前記したフランジの「口開き変形」や「ズレ変形」も効果的に防止できない。しかも、自動車のデザイン上重要な、ルーフパネル形状の設計変更をもたらすことになる制約が生じる。
【００１８】
また、ルーフサイドレールをアルミニウム合金製中空形材から構成し、ルーフパネルとルーフサイドレールとをアルミニウム合金同士として接合することで、互いの線膨張率を同じとする。これによって、鋼材との線膨張率の違いによって、座屈強度が低いアルミニウム合金ルーフパネル側に大きなひずみが生じるのを抑制して、ルーフパネル側縁部の前記取り付け部に、接合点間に口開き部分が生じるなどの変形が起こるのを防止することが提案されている（特許文献５) 。しかし、この方法では、鋼製のサイドパネル（サイドメンバアウタ6 やサイドメンバインナパネル7）との線膨張率の差による変形の問題を解決できない。そして、ルーフサイドレールを含めて鋼製とした、汎用される既存の鋼製サイドパネルには適用できない。
【００１９】
また、アルミニウム合金ルーフパネルの熱伸縮や熱変形を吸収する方法も、特許文献６、７などで提案されている。特許文献６は、ルーフパネルフランジと、ルーフサイドレールやサイドメンバアウタパネルとの取り付け部の接合用樹脂を、加熱により発泡するタイプの熱発泡型樹脂として、比較的柔らかく接合する。これによって、アルミニウム合金ルーフパネル側に生じた熱伸縮や熱変形を吸収する。また、特許文献７は、鋼製サイドパネルに剛性が低い部位を設けることで、アルミニウム合金ルーフパネルの熱伸縮や熱変形を吸収しようとしている。
【００２０】
しかし、このような方法でも、やはりルーフパネルとサイドパネルとのフランジ同士の接合部に作用する、前記熱荷重自体を小さくできるわけではない。このため、アルミニウム合金製ルーフパネルと鋼製サイドパネルとのフランジ同士の前記熱硬化型樹脂による接合方式では、この樹脂による接合箇所が熱荷重によって破損する前記した問題を解決できない。また、前記したフランジの「口開き変形」や「ズレ変形」も効果的に防止できない。
【００２１】
更に、アルミニウム合金製ルーフパネルの膨張変形（熱ひずみ）が生じた場合の、ルーフパネルにおける車体側面側意匠面の上下方向の部分的な変形を抑制してルーフパネルの意匠性を保持するとともに、併せて、ルーフパネル側縁部の取り付け部の変形も抑制したルーフパネルも、本出願人から提案されている（特許文献８、９）。
【００２２】
特許文献８では、アルミニウム合金製ルーフパネルを鋼製サイドメンバアウタパネルに取り付けた構造において、前記ルーフパネルの側縁部と前記サイドメンバアウタパネルの上端部とをリベットあるいはボルトによって接合するに際して、剪断強度が、JIS K6850 に規定された試験方法による引張剪断強度で、2MPa以下であるような、柔らかい樹脂層を介して接合している。
【００２３】
また、特許文献９、１０では、アルミニウム合金製ルーフパネルにおける車体側面側をL字状に折り曲げて、略垂直な立壁と、これに続く平坦なフランジとからなる側縁部を構成し、前記フランジに、車体前後方向に延在する、上方に凸な凸型ビードを、間隔を開けて複数個、一体に、かつ、前記車体側面側の外方に平坦部分を残して設け、このフランジの凸型のビード以外の平坦部分において、自動車上部車体構造と接合している。そして、この凸型のビードによって、このルーフパネル意匠面の膨張変形による上下方向の変形を抑制し、ルーフパネルの意匠性を保持している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２４】
【特許文献１】特開平7-132855号公報
【特許文献２】特開2004ー17682 号公報
【特許文献３】特開2003ー341547号公報
【特許文献４】特開2002ー234460号公報
【特許文献５】特開2004ー130985号公報
【特許文献６】特開2004ー130986号公報
【特許文献７】特許第4228752号公報
【特許文献８】特許第４３１７３５２号公報
【特許文献９】特許第４４３８５２０号公報
【特許文献１０】特開2008ー195244号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２５】
確かに、これら特許文献７、８によって、ルーフパネルにおける車体側面側意匠面の上下方向の部分的な変形を抑制してルーフパネルの意匠性を保持するとともに、併せて、ルーフパネルのフランジの口開きなどの変形も抑制される。
【００２６】
ただ、これらの対策によっても、ルーフパネルの前記膨張変形（熱ひずみ）が大きく、前記した熱変形＝熱荷重が大きく生じた場合で、しかも、前記した焼き付け塗装工程を通過途中で前記接合用熱硬化型樹脂が未硬化の状態では、前記した、ルーフパネルフランジの樹脂接合部の破損やフランジ自体のズレ変形をなかなか抑制できない。このようなルーフパネルフランジの樹脂接合部の破損やフランジ自体のズレ変形などは、ルーフパネルの意匠性やシール性（水密性）、ひいては車体としての商品価値を大きく低下させる。
【００２７】
したがって、本発明の目的は、前記熱荷重が生じた場合のルーフパネルのフランジの樹脂接合部の破損や、口開き変形やズレ変形などの変形を、総合的に（押しなべて）抑制した、アルミニウム合金製ルーフパネルの鋼製サイドパネルへの取り付け構造を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００２８】
この目的を達成するために、本発明のアルミニウム合金製ルーフパネルの取り付け構造の要旨は、自動車車体におけるアルミニウム合金製ルーフパネルの鋼製サイドパネルへの取り付け構造であって、前記ルーフパネルの車幅方向の両端を折り曲げて、立壁とこれに続く平坦なフランジとからなる側縁部を構成する一方、車幅方向の両側にあって前記鋼製サイドパネルを構成するサイドメンバアウタパネルの車幅方向の内側端部も折り曲げて、立壁とこれに続く平坦なフランジとからなる側縁部を構成し、これら互いの前記フランジに、立壁を有する凹状段部を、これら互いの凹状段部同士が相対応する各位置であって、車幅方向と車体前後方向とに亘って延在するよう、成形によって一体に各々設け、前記サイドメンバアウタパネル側の凹状段部における前記立壁が前記ルーフパネル側の凹状段部における前記立壁を車幅方向の外側より支持するよう、前記ルーフパネル側の凹状段部を相対応する前記サイドメンバアウタパネル側の凹状段部に重ね合わせ、その上で互いの前記フランジ同士が接合されていることである。
【００２９】
上記要旨において、前記サイドメンバアウタパネル側の凹状段部における前記立壁の高さと、前記ルーフパネル側の凹状段部における前記立壁の高さとを、前記ルーフパネルの板厚の１.２倍〜３．０倍の範囲の高さと限定することが好ましい。また、前記サイドメンバアウタパネル側の凹状段部における前記立壁の壁面であって、前記ルーフパネル側の凹状段部における前記立壁を前記車幅方向の外側より支持する壁面の延在方向が、限定的に、自動車車体の焼き付け塗装工程における前記ルーフパネルからの熱荷重の負荷方向あるいは前記ルーフパネルの熱膨張によるズレ変形の方向に対して、正対する方向に限定することが好ましい。前記サイドメンバアウタパネル側の凹状段部における前記立壁と前記ルーフパネル側の凹状段部における前記立壁とを互いに接触させた状態で、前記ルーフパネル側の凹状段部を相対応する前記サイドメンバアウタパネル側の凹状段部に重ね合わせることが好ましい。
【００３０】
また、前記サイドメンバアウタパネル側の凹状段部と、前記ルーフパネル側の凹状段部とが、各々の前記フランジの車体前後方向に亘って間隔をあけて複数個配置されているか、前記フランジの車体前後方向に亘って一体に延在する樋状に形成されているよう限定することが好ましい。また、前記アルミニウム合金製ルーフパネルのフランジと、前記サイドメンバアウタパネルのフランジとが熱硬化型接着樹脂によって接合されているよう限定することが好ましい。また、前記サイドメンバアウタパネルに加えて、前記鋼製サイドパネルを構成するルーフサイドレールの車幅方向の内側に設けた平坦なフランジにも、あるいは、更に前記鋼製サイドパネルを構成するサイドメンバインナパネルの車幅方向の内側に設けた平坦なフランジにも、これら互いの前記フランジに、立壁を有する凹状段部を、前記サイドメンバアウタパネル側の凹状段部に相対応する各位置と大きさに、成形によって一体に設け、これらの凹状段部を前記サイドメンバアウタパネルの凹状段部に下側から各々重ね合せるように限定することが好ましい。
【発明の効果】
【００３１】
本発明では、アルミニウム合金製ルーフパネルのフランジと、鋼製サイドパネルのサイドメンバアウタパネルのフランジとの両方に、立壁を有する凹状段部を互いに段部同士が相対応するように設ける。そして、前記サイドメンバアウタパネル側の凹状段部における前記立壁が、前記ルーフパネル側の凹状段部における前記立壁を、車幅方向の外側より支持するよう、前記ルーフパネル側の凹状段部を、前記サイドメンバアウタパネル側の凹状段部に重ね合わせている。
【００３２】
このように構成することによって、前記サイドメンバアウタパネル側の凹状段部における前記立壁（壁面）が、前記ルーフパネル側の凹状段部における前記立壁を、前記ルーフパネルからの熱荷重の負荷方向あるいは前記ルーフパネルの熱膨張によるズレ変形の方向に対して、相対する方向、好ましくは正対する方向から支持する。
【００３３】
したがって、自動車車体の焼き付け塗装工程において、前記ルーフパネルから負荷される熱荷重を、あるいは前記ルーフパネルの熱膨張によるズレ変形を、これと相対する（対峙する、向き合う）方向、好ましくは正対する方向で阻止あるいは受け止めることができる。この場合の阻止あるいは受け止めは、狭い「点」ではなく、より広い「面」で受け持ち、かつ、鋼製サイドメンバアウタパネルの平板状ではない立体構造あるいは鋼製サイドパネル全体としての中空構造からして、剛的でなく、弾力的あるいは弾性的である。
【００３４】
すなわち、この鋼製サイドメンバアウタパネル側の立壁によって、アルミニウム合金製ルーフパネル側の立壁から伝わる熱荷重あるいはズレ変形により負荷される荷重はより広い「面」で受け持ち、しっかりと弾力的あるいは弾性的に受け止められて、更に、サイドメンバアウタパネルのフレキシブルな構造（柔軟な弾性構造）によって吸収される。
【００３５】
このため、前記熱荷重やズレ変形を、前記ルーフパネルに局所的に大きな荷重を与えることなく、弾力的あるいは弾性的に吸収することが可能となる。これによって、ルーフパネルの前記膨張変形（熱ひずみ）が大きく、前記した熱変形＝熱荷重が大きく生じた場合で、しかも、前記した焼き付け塗装工程を通過途中で前記接合用熱硬化型樹脂が未硬化の状態でも、前記アルミニウム合金製ルーフパネルの取り付け用フランジに負荷される熱荷重は、樹脂接合箇所以外の、溶接接合箇所やボルトなどの機械的な接合箇所への負担も含めて、大きく低減、抑制されることとなる。また、フランジ自体のズレ変形も弾力的あるいは弾性的に受け止められて吸収される。この結果、前記ルーフパネルフランジの樹脂接合部への局所的な熱荷重負荷による破損や、フランジ自体の位置の車幅方向へのズレ変形を効果的に抑制できる。
【００３６】
また、本発明のような、互いに重なり合う凹状段部は、アルミニウム合金製ルーフパネルのフランジと、鋼製サイドパネルのサイドメンバアウタパネルのフランジとの剛性を、互いに平坦な従来の場合に比して、大きく向上させる。この剛性向上は、前記熱荷重やズレ変形の大きさ自体を低減する効果もあり、薄板からなる両パネルの、成形後の車体組み立て工程への搬送時や組み立て時の座屈変形を防止する効果もある。
【００３７】
更に、本発明のような、互いに重なり合う凹状段部は、互いにフランジが平坦な従来の場合に比して、アルミニウム合金製ルーフパネルと、鋼製サイドメンバアウタパネル、ひいては鋼製サイドパネルとの接合強度を、平坦なフランジ同士の接合に比して、大きく増加させる。
【００３８】
また、この凹状段部を設ける互いのフランジは自動車上部車体構造の構成部材の取付部であり、意匠面ではないため、意匠性は不要である。そして、この凹状段部は、これらフランジにおける自動車上部車体構造の構成部材との取付部を確保した上で設けることができ、ルーフパネルの取り付けに与える不都合は何もない。
【００３９】
更に、このような凹状段部は、特に大きく、あるいは特に深く設ける必要はなく、互いのフランジのあるいは全体形状のプレス成形時の一貫として、一体に、簡便に設けることが可能である。したがって、このような凹状段部は、その狙いとするアルミニウム合金製ルーフパネルの取り付け用フランジに負荷される熱荷重の低減に対して効果的というだけでなく、副次的な問題が発生することなく簡便に設けることができる点で、著しく実用的である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明ルーフパネル取り付け構造の一態様を示す斜視図である。
【図２】本発明ルーフパネル取り付け構造の他の態様を示す斜視図である。
【図３】図１あるいは図２のＡ−Ａ断面図である。
【図４】本発明ルーフパネル取り付け構造の他の態様を示す断面図である。
【図５】本発明ルーフパネル取り付け構造の他の態様を示す断面図である。
【図６】本発明ルーフパネル取り付け構造の他の態様を示す断面図である。
【図７】本発明ルーフパネル取り付け構造の他の態様を示す断面図である。
【図８】比較例のルーフパネル取り付け構造を示す断面図である。
【図９】代表的なルーフパネルの構造を示し、図９(a)はルーフパネル全体の斜視図、図９(b)は(a) のR a 方向の断面図、図９(c)は(a) のR b 方向の断面図である。
【図１０】自動車車体の斜視図である。
【図１１】従来のルーフパネル取り付け構造を示す図１０の車体前後方向の断面図である。
【図１２】ルーフパネルの熱変形によるルーフフランジの「口開き変形」を示す側面図である。
【図１３】ルーフパネルの熱変形によるルーフフランジの「ズレ変形」を示す平面図（a）と断面図（b）である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
以下、本発明自動車ルーフパネルの実施の形態について、図を用いて、以下に説明する。なお、本発明では、アルミニウム合金製ルーフパネルと鋼製サイドパネルとのフランジ構造以外のパネル構造や自動車上部車体構造は、これまでと同じである。
【００４２】
すなわち、これらのパネル構造自体を大きく変えることなく、また、ルーフパネルの構造自体を大きく変えることなく、前記熱荷重が生じた場合のルーフパネルのフランジの樹脂接合部の破損や、口開き変形やズレ変形などの変形を総合的に抑制できる点が、本発明の利点でもある。
【００４３】
ルーフパネルの構造例：
先ず、本発明の前提となる自動車車体におけるルーフパネルの構造例（代表例）を図９に示す。図９（a）はルーフパネル全体の斜視図、図９（ｂ）は図９（a）のR a 方向の断面図、図９（ｃ）は図９（a）のR b 方向の断面図である。本発明においてルーフパネルの構造自体は従来と同じである。この図９（a）、（ｂ） において、ルーフパネル1 における車幅方向の両側（車体両側面側) の側縁部は、端部を、この例では L字状に折り曲げたもので、車体の上下方向に延在する垂直な立壁1bと、これに続く平坦なフランジ1cとからなる。
【００４４】
ルーフパネル1 は、通常、ルーフパネル中央部の車体左右方向の曲率 R aと車体前後方向の曲率R b を有するよう、図９（ｂ）や図９（ｃ）に示した略箱型形状に設計される。そして、図９（a）に示すように、ルーフパネルリインフォースメント32a 、32b 、32c などのルーフ補強材を介し、また、ウインドシールドヘッダパネル33やバックウインドウフレームアッパ34などの付属フレームやパネルが設けられた上で、車体側に取り付けられる。
【００４５】
このようなルーフパネルを自動車車体へ取り付ける態様を図１０、１１に示す。図１０はルーフパネルを取り付けた自動車車体５を斜視図で示す。また、この図１０における、ルーフパネル1 の両側面G-G 部やH-H 部の側縁部を、図１１に断面図にて示す。
【００４６】
この図１１のように、ルーフパネル1は、平坦なフランジ1cにおいて、車幅方向の両側にあって鋼製サイドパネルを構成するサイドメンバアウタパネル6の平坦なフランジ6ｃと図の点線で囲んだ部分10で接合される。この際、通常は、鋼製サイドパネルを構成する他のサイドメンバインナパネル7の平坦なフランジ7ｃやルーフサイドレール8 の平坦なフランジ8ｃも、これらフランジ1cやフランジ6ｃと一体に接合される。
【００４７】
なお、前記鋼製のサイドパネルは、周知の通り、車幅方向の両側（車体の両側）にあって、車体前後方向に延在している。そして、サイドメンバアウタパネル6の車幅方向の内側端部も、この例では L字状に折り曲げたもので、立壁6ｂとこれに続く平坦なフランジ６ｃとからなる側縁部を構成している。これは鋼製サイドパネルを構成する他のサイドメンバインナパネル7の平坦なフランジ7ｃやルーフサイドレール8 の平坦なフランジ8ｃも同様である。
【００４８】
本発明が対象とするアルミニウム合金製ルーフパネルと鋼製サイドパネルとの異種金属同士の組み合わせでは、アルミニウム合金と鋼との間で生じる電食への対策が前記した通り必要となる。このため、このような異材間の電食対策と接合強度の向上を目的に、後述する図１、２などのアルミニウム合金製ルーフパネル１のフランジ１ｃと、鋼製サイドメンバアウタ6のフランジ６ｃとの接合には、主として接着樹脂が使用される。具体的には、フランジ１ｃとフランジ６ｃとの間に、全面的あるいは部分的などの広域に、構造用の熱硬化型（熱硬化性）接着樹脂を塗布して介在させ、これを自動車車体組み立て後の車体の焼き付け塗装工程で加熱硬化させて、これらフランジを互いに接合する。
【００４９】
この熱硬化型接着樹脂の接合強度を補う意味で、ＳＰＲ＝セルフ・ピアシング・リベットや、あるいはボルトなどの機械的な締結手段を適用しても良い。また、これら機械的な締結手段に加えて、あるいは替えて、溶接接合 (スポット溶接等) を適用しても良い。
【００５０】
ちなみに、前記図１０におけるルーフパネル1 の車体前後側のK-K 部は、前記図９（a）のウインドシールドヘッダパネル33と、図示はしないが、マスチック接着剤で接合されている。更に、ルーフパネル1 の中央部は、前記図９（a）における鋼製のルーフパネルリインフォースメント32と、マスチック接着剤で接合されている。
【００５１】
熱ひずみの問題：
このような熱硬化型接着樹脂の接合では、前記した通り、アルミニウム合金製ルーフパネルにおける熱ひずみの問題を解決する必要がある。アルミニウム合金製ルーフパネルでは、自動車車体組み立て後の車体の焼き付け塗装工程での加熱処理によって膨張変形（熱ひずみ）が生じ、このような膨張変形が大きい場合には、アルミニウム合金製ルーフパネルが、鋼製サイドパネル、特にサイドメンバアウタパネル6を車幅方向外側に向かって押し広げるような熱変形が生じる。
【００５２】
このような熱変形が生じるのは、前記焼き付け塗装工程（加熱炉）途中であり、前記接合用の熱硬化型樹脂も未硬化の状態であり、これらの樹脂の接合強度は全く当てにできない。このため、熱荷重、すなわち前記熱変形により負荷される荷重を受け止め負担する、新たな手段が必要となる。
【００５３】
このような手段が無い、前記図１１で示した、従来のルーフパネル1の平坦なフランジ1cとサイドメンバアウタパネル6の平坦なフランジ6ｃとの接合では、図１２にこのフランジ側面を示す、前記熱荷重を数少ないあるいは間隔が大きくあいた溶接や機械的な接合箇所１１だけで局所的に負担することとなる。
【００５４】
このため、前記熱荷重により、ルーフパネル側縁部のフランジに生じる面ひずみ量も大きくなり、図１２に示す通り、接合点１１間のルーフパネルのフランジ１ｃが、接合の相手であるサイドメンバアウタパネル6のフランジ6ｃよりも上方に拡がる口開き部分が生じる「口開き変形」が起こる。
【００５５】
また、図１３に示すように、このフランジ１ｃ自体の位置が図１３（a）の平面図で示す、本来の設計位置であるＢ―Ｂ断面の位置から、図１３（b）で示す断面図のＡ―Ａ断面の位置へと、車幅方向のより外側へずれる「ズレ変形」が起こる。
【００５６】
更に、このような変形によって、接合点１１間のルーフパネルのフランジ１ｃの熱硬化型樹脂による接合箇所では、前記焼き付け塗装工程（加熱炉）途中であり、前記接合用の熱硬化型樹脂も未硬化の状態であるので、前記熱荷重に耐えられずに剥がれるなどの破損する可能性が高くなる。
【００５７】
これらの問題発生を防止し、前記熱荷重を受け止め負担する、本発明の新たな手段につき、図１〜８を用いて以下に説明する。
【００５８】
凹状段部の定義：
先ず、本発明で言う凹状段部とは、ルーフパネルやサイドメンバアウタパネルの平坦なフランジに設けられた、これら各フランジの車体上下方向の下方に向かって凹む段差あるいは凹みである。したがって、前記特許文献９、１０のような、ルーフパネルフランジに設けられた、上方に向かって凸な凸型ビードとは、凹凸の向きが反対（逆）であり、厳に区別される。
【００５９】
更に、本発明の凹状段部は、ルーフパネル側の凹状段部における立壁を、サイドメンバアウタパネル側の凹状段部における立壁（壁面）が、車幅方向の外側より支持するものである。したがって、必然的に、本発明の凹状段部は、このような立壁（壁面）を、ルーフパネル側やサイドメンバアウタパネル側の凹状段部（フランジ）に各々有するものである。
【００６０】
凹状段部の具体的な態様：
以下、本発明の凹状段部を、図１〜８などを用いて具体的に説明する。本発明では、図１、２に示すように、ルーフパネル１の平坦なフランジ１ｃに、立壁２aを有する凹状段部２を設ける。また、同時に、サイドメンバアウタパネルの平坦なフランジ６ｃにも、立壁３aを有する凹状段部３を設ける。これら凹状段部２、３は、これら互いの凹状段部２、３同士が相対応する各フランジ位置であって、フランジの車幅方向と車体前後方向とに亘って延在するよう、これらパネルのプレス成形などの成形によって一体に設ける。
【００６１】
これらサイドメンバアウタパネル６側（＝サイドメンバアウタパネル６のフランジ６ｃに設けられたの意味）の凹状段部３と、ルーフパネル１側の凹状段部（＝ルーフパネル１のフランジ１ｃに設けられたの意味）との前記延在の態様は、図１のように、前記各々のフランジの車体前後方向に亘って間隔をあけて複数個配置されていても良い。また、図２のように、前記各々のフランジの車体前後方向に亘って一体に延在する樋状に形成されていても良い。
【００６２】
図１〜図４に示すように、これら互いの凹状段部２、３は、前記した通り、ルーフパネル１やサイドメンバアウタパネル６の平坦な各フランジ１ｃや６ｃの車体上下方向の下方に向かって凹む段差あるいは凹みである。そして、車幅方向の断面形状において、車幅方向の外側（外方側）に、段差としての各々立壁２a、３aを必須に有し、この立壁２a、３aから車幅方向の内側（内方側）に向かって横方向に延在する底部２ｃ、３ｃを必然的に有する。この立壁２a、３aはいわば凹状段部２、３（フランジ１ｃや６ｃ）の車幅方向外側の立壁である。
【００６３】
図１〜３のように、これら互いの凹状段部２、３が、底部２ｃ、３ｃから上方に向かって立ち上がる車幅方向の内側（内方側）の立壁２b、３bを有する、車幅方向の矩形断面形状を有しても良い。また、図４のように、これら互いの凹状段部２、３が、これら車幅方向の内側（内方側）の立壁２b、３bを有さなくても良い。この立壁２b、３bはいわば凹状段部２、３（フランジ１ｃや６ｃ）の車幅方向内側の立壁である。
【００６４】
図１〜３の場合、これら互いの凹状段部２、３は、ルーフパネル１やサイドメンバアウタパネル６の各フランジ１ｃや６ｃの平坦部分を、凹状段部２、３の車幅方向の内側（内方側）と車幅方向の外側（外方側）との両側に各々有している。言い換えると、図１〜３の凹状段部２、３は、各フランジ１ｃや６ｃの平坦部分を車幅方向の両側に有した大きさと、各フランジ１ｃや６ｃの位置に設けられている。
【００６５】
また、図４の場合、これら互いの凹状段部２、３は、ルーフパネル１やサイドメンバアウタパネル６の各フランジ１ｃや６ｃの平坦部分を、凹状段部２（立壁２a）の車幅方向の外側（外方側）のみか、凹状段部３（立壁３a）の車幅方向の内側（内方側）のみか、片側だけに有している。言い換えると、図４の凹状段部２、３は、各フランジ１ｃや６ｃの平坦部分を車幅方向の片側のみに有した大きさと、各フランジ１ｃや６ｃの位置に設けられている。
【００６６】
ルーフパネル１とサイドメンバアウタパネル６との平坦なフランジ１ｃと６ｃ同士を重ね合わせて接合する際に、同時に、これら互いの凹状段部２、３同士も同時に重ね合わせる。すなわち、これらの態様では、各々図示する通り、サイドメンバアウタパネル６側の凹状段部３における車幅方向内側の立壁３aが、ルーフパネル１側の凹状段部における車幅方向外側の立壁２aを、車幅方向の外側より支持するよう、これら互いの立壁２a、３a同士を接触させた状態で、ルーフパネル１側の凹状段部２を、相対応するサイドメンバアウタパネル６側の凹状段部３に重ね合わせている。つまり、互いに重ね合わせた態様において、サイドメンバアウタパネル６側の凹状段部３における車幅方向外側の立壁３aは、車幅方向の外側より、ルーフパネル１側の凹状段部における車幅方向外側の立壁２aに接触および支持している。
【００６７】
ここで、サイドメンバアウタパネル６側の前記立壁３aが、ルーフパネル１側の前記立壁２aを、車幅方向の外側より支持するためには、これら立壁３aと立壁２aとが、互いに隙間無く接触させた状態として、前記凹状段部３、２同士を重ね合わせることが好ましい。ただ、条件が許せば、必ずしも、互いに隙間無く接触させた状態とする必要はなく、目的とする効果を損なわない範囲で、これら立壁３aと立壁２aとが互いに若干あるいは多少の隙間（クリアランス）を有して、前記凹状段部３、２同士が重ね合わされてもよい。
【００６８】
このように、サイドメンバアウタパネル６側の凹状段部３における立壁（壁面）３aが、ルーフパネル１側の凹状段部２における立壁２aを、車幅方向の外側より支持する。ここで、この車幅方向の外側より支持するとは、より具体的には、ルーフパネル１側からの熱荷重の車幅方向外側への負荷方向あるいはルーフパネル１の熱膨張によるズレ変形の車幅方向外側への変形方向に対して、相対する（対峙する、向き合う）方向、好ましくは正対する方向から支持することである。
【００６９】
凹状段部２は、ルーフパネル素材である平板状のアルミニウム合金板をプレス成形にて制作する際に同時に成形可能である。アルミニウム合金製ルーフパネル１の車幅方向の両端を例えばL字状に折り曲げて、立壁１ｂとこれに続く平坦なフランジ１ｃとからなる側縁部をプレス成形にて形成する際に、一連のプレス成形工程によって一体に設けることが可能で好ましい。また、凹状段部３も、車幅方向の両側にあって鋼製サイドパネルを構成するサイドメンバアウタパネル６の車幅方向の内側端部を例えばL字状に折り曲げて、立壁６ｂとこれに続く平坦なフランジ６ｃとからなる側縁部をプレス成形にて形成する際に、一連のプレス成形工程によって一体に設けることが可能で好ましい。
【００７０】
凹状段部の主たる効果：
このように凹状段部２、３を構成および互いに重ね合わせることによって、自動車車体の焼き付け塗装工程において、ルーフパネル１側から負荷される熱荷重を、あるいはルーフパネル１の熱膨張によるズレ変形を、これと相対する方向、好ましくは正対する方向で阻止あるいは受け止めることができる。しかも、この阻止あるいは受け止めは、狭い「点」ではなく、より広い「面」や「範囲」で受け取め、鋼製サイドメンバアウタパネル６の平板状ではない立体構造あるいは鋼製サイドパネル全体としての中空構造からして、反力を与える剛的ではなく、反力を与えない弾力的あるいは弾性的な支持である。このため、この鋼製サイドメンバアウタパネル６側の立壁６aによって、アルミニウム合金製ルーフパネル１側の立壁３aから伝わる熱荷重あるいはズレ変形により負荷される荷重が弾力的あるいは弾性的にしっかりと受け止められ、更に、サイドメンバアウタパネル６のフレキシブルな構造（柔軟な弾性構造）によって吸収される。
【００７１】
このため、前記熱荷重やズレ変形を、ルーフパネル１側へ大きな反力を与えることなく、弾力的あるいは弾性的に吸収することが可能となる。これによって、ルーフパネル１の前記膨張変形（熱ひずみ）が大きく、前記した熱変形＝熱荷重が大きく生じた場合で、しかも、前記した焼き付け塗装工程を通過途中で前記接合用熱硬化型樹脂が未硬化の状態でも、アルミニウム合金製ルーフパネル１のフランジ１ｃに負荷される熱荷重は、樹脂接合箇所は勿論、それ以外の溶接や機械的な接合箇所１１への負担も含めて、大きく低減、抑制される。また、フランジ１ｃ自体のズレ変形も弾力的あるいは弾性的に受け止められて吸収される。この結果、ルーフパネルフランジ１ｃの全域に亘る樹脂接合部の局所的な熱荷重負荷による破損や、フランジ１ｃ自体の位置の車幅方向へのズレ変形も効果的に抑制できる。
【００７２】
凹状段部の設計条件：
これら凹状段部の設計条件は、下方への深さ（立壁高さ）、車幅方向の幅、車体前後方向の長さ、間隔の長さ、設ける個数などである。これらは、アルミニウム合金製ルーフパネル１側の設計条件と、自動車車体の焼き付け塗装工程条件（温度×時間）によって定まる、フランジ１ｃに負荷される熱荷重量や熱変形量によって定まる。
【００７３】
ここで、前記したアルミニウム合金製ルーフパネル1 側の設計条件とは、パネルの厚みや強度(0.2% 耐力) 、車幅方向の長さ (幅) 、ルーフパネル1 の側縁部の長さ、ルーフパネル意匠面1aの面積などである。すなわち、これらルーフパネル1 の設計条件が大きくなり、フランジ１ｃに負荷される熱荷重量や熱変形量が大きくなるほど、凹状段部の設計条件を大きくする。
【００７４】
凹状段部の立壁の高さ：
このうち、前記した凹状段部の作用効果を、汎用されるルーフパネル1 の設計条件や自動車車体の焼き付け塗装工程条件（温度×時間）によって、フランジ１ｃに負荷される熱荷重量や熱変形量に対して発揮させるためには、凹状段部における、立壁３aや立壁２aの高さ（平坦なフランジ面からの深さ）ｈが重要となる。より具体的には、サイドメンバアウタパネル６側の凹状段部３における立壁３aの高さ（平坦なフランジ６ｃ面からの深さ）ｈと、ルーフパネル1側の凹状段部２における立壁２aの高さ（平坦なフランジ１ｃ面からの深さ）ｈとが重要となる。
【００７５】
この点、これらの高さｈは、ルーフパネル１の板厚ｔの１.２倍〜３．０倍の範囲の高さを有することが好ましい。言い換えると、凹状段部２、３の深さが、この関係を満たしていることが好ましい。この凹状段部２、３の深さが浅いと、あるいは立壁２aや立壁３aの高さｈが小さすぎると、熱荷重発生元であるルーフパネル１の板厚ｔに応じた熱荷重やズレ変形の発生量に対応できずに、これら熱荷重やズレ変形を弾力的あるいは弾性的に受けとめ、吸収することが困難となる。
【００７６】
凹状段部の形状：
これら図１、２の態様では、凹状段部の形状につき、各フランジ１ｃや６ｃの下方に凹む、平面的に矩形な形状の段差あるいは凹みを例示している。すなわち、各々の凹状段部２、３における、車幅方向外側に存在している各立壁２a、３aだけでなく、車幅方向内側に存在している立壁２b、３ｂを含めて、四周囲（図１）あるいは対向する２面（図２）に立壁を有する矩形凹部形状を例示している。
【００７７】
これらサイドメンバアウタパネル６側の凹状段部３と、ルーフパネル１側の凹状段部２との各々のフランジにおける延在の態様は、前記した通り、図１のように間隔をあけて複数個配置されていても良く、図２のように一体に延在する樋状に形成しても良い。ただ、これらの凹状段部２、３は、サイドメンバアウタパネル６側の凹状段部３における立壁３aが、ルーフパネル１側の凹状段部における立壁２aを、車幅方向の外側より支持するよう、互いに接触させた状態で重ね合わせることが可能であることが前提となる。したがって、この条件を満たすことを前提に、これら互いの凹状段部同士が相対応する各位置に、前記したルーフパネル１の設計条件などに応じて所定の効果が発揮される、その車幅方向と車体前後方向との延在長さ＝平面的な大きさ（面積）、設うける個数、間隔などの形状が適宜設計される。
【００７８】
この点、凹状段部の形状は、必ずしも図１、２のような矩形凹部形状でなくとも良く、サイドメンバアウタパネル６側の凹状段部３における立壁（壁面）６aが、ルーフパネル１側の凹状段部２における立壁２aを、熱荷重の負荷方向あるいはルーフパネル１のズレ変形の変形方向に対して、相対する（対峙する、向き合う）方向、好ましくは正対する方向から支持できるものであれば良い。この点で、凹状段部の平面形状は、矩形形状でなくとも、円形、楕円、これらが組み合わさった形状であっても良い。
【００７９】
図４は、この凹状段部２、３形状の変形例であり、前記した通り、前記図１、２と違って、車幅方向の内側の立壁がなく、車幅方向の外側にのみ立壁２a、３aが存在する、断面が段差状あるいは階段状のへこみ（凹部）形状となっている。すなわち、凹状段部２、３における立壁２a、３aは、各フランジの車幅方向の外側で、ルーフパネル１側からの熱荷重の車幅方向外側への負荷方向あるいはルーフパネル１の熱膨張によるズレ変形の車幅方向外側への変形方向に対して、相対する方向、好ましくは正対する方向に、最低存在すれば良い。
【００８０】
また、サイドメンバアウタパネル６側の凹状段部３における立壁３aの壁面は、ルーフパネル１側の凹状段部２における立壁２aを、車幅方向の外側より支持するような壁面の延在方向とする。この点で、サイドメンバアウタパネル６側の立壁３aの壁面は、自動車車体の焼き付け塗装工程におけるルーフパネル１からの熱荷重の負荷方向あるいはルーフパネル１の熱膨張によるズレ変形の方向に対して、相対する方向、好ましくは正対する方向に前記壁面を延在させる。
【００８１】
ルーフパネル１側の凹状段部２における立壁２aの壁面も、サイドメンバアウタパネル６側の凹状段部３における立壁３aによる車幅方向外側よりの支持を確実なものとし、お互いに接触するためには、この立壁３aと同じ壁面の形状および延在方向とすることが好ましい。ただ、本発明で狙いとする前記立壁２aの支持効果を阻害しない範囲での、多少の互いの立壁壁面の形状および延在方向の違いなどは許容される。ちなみに、これら互いの壁面は、上下方向や横方向に平坦な直線的である必要はなく、成形および互いに接触可能であれば、上下方向や横方向に、円弧状などの曲線的であっても、段差などの凹凸があっても良い。
【００８２】
また、これら互いの立壁（縦壁）２a、立壁（縦壁）３aは、サイドメンバアウタパネル６側の凹状段部３における立壁３aが、ルーフパネル１側の凹状段部における立壁２aを、車幅方向の外側より、接触および支持することができれば、必ずしも垂直方向に立つ必要はない。例えば、。図１〜図４に示すように、上下方向に斜めに傾く（角度を有する）など、傾斜角度を持って立つ壁でも良い。これは、車幅方向の内側（内方側）の立壁２b、３bを設ける場合も同様である。また、立壁２a、３aから車幅方向の内側（内方側）に向かって横方向に延在する底部２ｃ、３ｃも、水平であるか平坦である必要は必ずしも無い。互いの凹状段部２、３の重ね合わせあるいは噛み合わせに支障がなければ、底部２ｃ、３ｃは車幅方向に向かって角度を有して傾斜していても、微小な段差や凹凸を有していても良い。
【００８３】
凹状段部同士の重ね合わせ：
以上のような構成からなる互いの凹状段部同士を、サイドメンバアウタパネル６側の凹状段部３における立壁３aが、ルーフパネル１側の凹状段部２における立壁２aを、車幅方向の外側より支持するよう重ね合わせる。すなわち、これら互いの立壁２a、３a同士を、立壁２aが車幅方向内側、立壁３aが車幅方向外側となるように、接触させた状態で、ルーフパネル１側の凹状段部２を、相対応するサイドメンバアウタパネル６側の凹状段部３に重ね合わせる。
【００８４】
その上で、アルミニウム合金製ルーフパネル１のフランジ１ｃと、鋼製サイドメンバアウタパネル６のフランジ６ｃとの互いのフランジ同士が、前記した通り、構造用の熱硬化型接着樹脂によって主として接合される。
【００８５】
図６、図８は、このルーフパネルのフランジ１ｃとサイドメンバアウタパネルのフランジ６ｃとの接合の際に、鋼製サイドパネルを構成する、他のルーフサイドレール８の車幅方向の内側に設けたフランジ８ｃや、サイドメンバインナパネル７の車幅方向の内側に設けたフランジ７ｃには凹状段部を設けずに、平坦な従来の態様のままで、これらを一体に接合した態様を示している。
【００８６】
一方、図５は、ルーフサイドレール８のフランジ８ｃにも立壁４ｂを有する凹状段部４を、サイドメンバアウタパネル６側の凹状段部３に相対応する各位置と大きさに、成形によって一体に設けて、この凹状段部４をサイドメンバアウタパネル６の凹状段部３に下側から各々重ね合せた態様を示している。
【００８７】
また、図７は、サイドメンバインナパネル７のフランジ７ｃにも、立壁９ｂを有する凹状段部９を、サイドメンバアウタパネル６側の凹状段部３に相対応する各位置と大きさに、成形によって一体に設けて、この凹状段部９を、サイドメンバアウタパネル６の凹状段部３に、ルーフサイドレール８側の凹状段部４とともに、下側から各々重ね合せた態様を示している。
【００８８】
これらの凹状段部４、９の形状は、図５、図７に示すように、前記した凹状段部２、３と同じく、前記各フランジ８ｃや７ｃの車体上下方向の下方に向かって凹む段差あるいは凹みである。そして、車幅方向の断面形状において、前記した凹状段部２、３と同じく、車幅方向の外側（外方側）に、段差としての各々立壁４a、９aを有し、この立壁４a、９aから車幅方向の内側（内方側）に向かって横方向に延在する底部４ｃ、９ｃを有する。
【００８９】
そして、図５の凹状段部４のように、これらの凹状段部４、９が、底部４ｃ、９ｃから上方に向かって立ち上がる車幅方向の内側（内方側）の立壁４b、９bを有する、車幅方向の矩形断面形状を有しても良い。また、図７のように、これらの凹状段部４、９が、これら車幅方向の内側（内方側）の立壁４b、９bを有さなくても良い。
【００９０】
総じて、これらの凹状段部４、９の形状や、各フランジ８ｃ、７ｃに各々設ける要領は、前記したサイドメンバアウタパネル６のフランジ６ｃに設ける凹状段部３と同じとする。これら凹状段部４、９は、その立壁４a、９aにおいて、ルーフパネル１側の凹状段部２における立壁２aを、凹状段部３の立壁３aの外側から支持しても良い。
【００９１】
ただ、これら凹状段部４、９は、サイドメンバアウタパネル６のフランジ６ｃに設ける凹状段部３と違って、必ずしも、ルーフパネル１側の凹状段部２における立壁２aを、凹状段部３の立壁３aの外側から支持しなくても良い。但し、その場合でも、これら凹状段部４、９をサイドメンバアウタパネル６の凹状段部３の下側から各々重ね合せるためには、これら凹状段部４、９の大きさや形状、そして設けるフランジ位置は、ルーフパネル１側の凹状段部２における立壁２aを凹状段部３の立壁３aの外側から支持する場合と同様に、サイドメンバアウタパネル６のフランジ６ｃに設ける凹状段部３に対応させる必要がある。
【００９２】
図５、図７に示すように、ルーフパネル１とサイドメンバアウタパネル６との平坦なフランジ１ｃと６ｃ同士を重ね合わせて接合する際に、同時に、ルーフサイドレール８のフランジ８ｃやサイドメンバインナパネル７のフランジ７ｃを重ね合わせて、これらの凹状段部４、９も、ルーフパネル１とサイドメンバアウタパネル６との凹状段部２、３に、選択的に重ね合わせる。そして、これらの凹状段部４、９によって、サイドメンバアウタパネル６側の凹状段部３を、車体上下方向の下側からであって、車幅方向の外側より支持した上で、前記した樹脂などの接合手段にて、互いのフランジ同士を一体に接合する。
【００９３】
凹状段部のその他の効果：
以上のような本発明の互いに重なり合う凹状段部は、アルミニウム合金製ルーフパネルのフランジと、鋼製サイドパネルのサイドメンバアウタパネルのフランジとの剛性を大きく向上させる。この剛性向上は、前記熱荷重やズレ変形の大きさ自体を低減する効果もあり、薄板からなる両パネルの、成形後の車体組み立て工程への搬送時や組み立て時の座屈変形を防止する効果もある。また、アルミニウム合金製ルーフパネルのフランジよりも内側にあるルーフパネル意匠面1aの剛性、あるいは局部的な変形抵抗を高める効果もある。この結果、ルーフパネル意匠面1aの、前記膨張変形による上下方向の変形を抑制することができ、ルーフパネルの意匠性を保持する効果もある。
【００９４】
更に、本発明のような、互いに重なり合う凹状段部は、従来の平坦なフランジ同士を接合する場合に比して、アルミニウム合金製ルーフパネルと鋼製サイドパネルとの接合強度を大きく増加させる。また、この凹状段部を設ける互いのフランジは自動車上部車体構造の構成部材の取付部であり、意匠面ではないため、意匠性は不要である。そして、この凹状段部は、これらフランジにおける自動車上部車体構造の構成部材との取付部を確保した上で設けることができ、ルーフパネルの取り付けに与える不都合は何もない。
【００９５】
また、このような凹状段部は前記したような大きさや深さであり、特に大きく、あるいは特に深く設ける必要はなく、互いのフランジのあるいは全体形状のプレス成形時の一貫として、一体に、簡便に設けることが可能である。したがって、このような凹状段部は、その狙いとするアルミニウム合金製ルーフパネルの取り付け用フランジに負荷される熱荷重の低減に対して効果的というだけでなく、副次的な問題が発生することなく簡便に設けることができる点で、著しく実用的である。
【００９６】
段部（段差）の比較例：
前記特許文献９、１０のように、ルーフパネルフランジに上方に凸な凸型ビードを幾ら設けても、フランジの剛性が多少向上するのみである。すなわち、本発明のサイドメンバアウタパネル６側の凹状段部３とルーフパネル1側の凹状段部２とが共同で達成するような、前記熱荷重やズレ変形を、ルーフパネル１側へ大きな反力を与えることなく弾力的あるいは弾性的に受け止めて吸収する作用効果は達成できない。
【００９７】
また、図８は凹状段部の比較例であり、凹状段部２、３において、各フランジの車幅方向の外側の立壁２a、３aが無く、ルーフパネル１側の凹状段部２における立壁２bが、サイドメンバアウタパネル６側の凹状段部３における立壁（壁面）３ｂとともに、車幅方向内側に存在しているのみである。このような態様では、サイドメンバアウタパネル６側の凹状段部３における立壁３ｂは、ルーフパネル１側の凹状段部２における立壁２bを、外側から支持しているものの、その支持方向は車幅方向内側からであって、本発明で規定している、車幅方向外側からの支持ができていない。このため、ルーフパネル１側の凹状段部２における立壁２aを、ルーフパネル１側からの熱荷重の車幅方向外側への負荷方向あるいはルーフパネル１の熱膨張によるズレ変形の車幅方向外側への変形方向に対して、相対する方向、好ましくは正対する方向から支持する効果がない。
【００９８】
素材アルミニウム合金板：
本発明で用いるルーフパネル用の素材アルミニウム合金板は、通常、板の製造がしやすく、ルーフパネルへの成形が容易で、強度にも優れたAA乃至JIS 3000系、5000系、6000系等のアルミニウム合金が適宜選択して用いられる。特に、6000系アルミニウム合金は、自動車車体の塗装焼き付け処理条件での人工時効硬化性を有する。このため、軽量化のために薄肉化されたルーフパネルとして必要な強度 (耐力) を得るのに合金元素量が少なくて済み、そのスクラップを元の6000系アルミニウム合金の溶解原料としてリサイクルできる利点がある。
【００９９】
これらアルミニウム合金材は、冷間圧延に溶体化処理および焼き入れ処理 (質別記号T4) やその後の時効処理(質別記号T6) されて、ルーフの成形素材として用いられる。アルミニウム合金板の厚さｔは、軽量化のためにも２．０ｍｍ以下の１〜２ｍｍの範囲から選択されることが好ましい。
【０１００】
素材鋼材：
本発明で用いる鋼製サイドパネル用の素材鋼板は、従来からこれらに汎用される通常の鋼板、その表面に亜鉛系などの被覆層がめっきなどで被覆されている鋼板、鋼種として、軟鋼、高張力鋼（ハイテン）などの種々の鋼板が適用される。これら鋼板の厚さｔも０．５〜３．０ｍｍから選択されることが好ましい。
【産業上の利用可能性】
【０１０１】
本発明によれば、熱荷重が生じた場合のルーフパネルのフランジの樹脂接合部の破損や、口開き変形やズレ変形などの変形を、総合的に抑制した、アルミニウム合金製ルーフパネルの鋼製サイドパネルへの取り付け構造を提供することができる。このため、本発明は、上部の軽量化を目指した自動車車体構造に好適であり、上部車体構造の軽量化を促進でき、自動車の種類に依らず、共通して、走行安定性や操縦性を増すことができ、また、アルミニウム合金材の用途も一層拡大することができる。
【符号の説明】
【０１０２】
1:ルーフパネル、1b: 立壁、1c: フランジ平坦部分 (凹状段部間の間隔部分) 、
2、3、4、9: 凹状段部、2a、3a、4a、9a: 立壁、2b、3b: 立壁、2ｃ、3ｃ、4ｃ、9ｃ:底部、5:自動車車体、6:サイドメンバアウタ、7:サイドメンバインナ、8:ルーフサイドレール、10: 接合部、32: ルーフパネルリインフォースメント、33: ウインドシールドヘッダパネル、34: バックウインドウフレームアッパ
【技術分野】
【０００１】
本発明は自動車車体におけるアルミニウム合金製ルーフパネルの鋼製サイドパネルへの取り付け構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車の走行性や操作性を向上するために、自動車車体上部の軽量化が有効である。自動車上部車体構造は、ルーフ(屋根)パネルと、ヘッダーパネルやルーフパネルリインフォースメントなどのルーフ補強材、サイドパネルとしての、車体上部側からサイドパネルアウタ（ルーフサイドアウタパネルあるいはサイドメンバアウタパネルなどとも言う）、ルーフサイドレール、サイドパネルインナ（ルーフサイドインナパネルあるいはサイドメンバインナパネルなどとも言う）などから構成される。
【０００３】
これら自動車上部車体構造の軽量化のためには、上記各上部構造構成部材に、従来から使用されてきた鋼材に代わって、アルミニウム合金材を使用することが有効である。
【０００４】
しかし、自動車上部車体構造全てにアルミニウム合金材を使用した場合に、車体衝突時の車体の剛性確保が難しくなる。また、アルミニウム合金材は鋼材に比べれば成形しにくいため、自動車上部車体構造の構成部材に、全てアルミニウム合金材を使用した場合、部材の成形や車体の組み立てが、鋼材に比べれば、やりにくい問題もある。
【０００５】
このため、アルミニウム合金材の使用はルーフパネルなどの限定的として、他の自動車上部車体構造の構成部材を鋼材とした複合構造（ハイブリッド構造）とする方が合理的である。自動車上部車体構造を、このような鋼材との複合構造にした場合でも、全てを鋼材とした場合に比して、アルミニウム合金材使用による上部車体構造の軽量化効果は大きい。
【０００６】
この点、従来から、鋼製であるルーフパネルをより軽量なアルミニウム合金製パネルに置き換えることが提案乃至適用されつつある（例えば、特許文献１、２、３など参照) 。ルーフパネルにアルミニウム合金を適用した場合には、太陽放射による侵入熱量の遮熱性を高めることができるなどの利点もある（例えば、特許文献４参照) 。
【０００７】
ただ、自動車のルーフパネルに対してアルミニウム合金パネルを適用する場合には、異種金属同士の組み合わせとなるために、アルミニウム合金と鋼との間で生じる電食（電位差による生じる腐食）への対策が必要となる。
【０００８】
ルーフパネルとサイドメンバアウタパネルとの、フランジ同士などの接合手段としては、通常の鋼製ルーフパネルと鋼製サイドパネルとの組み合わせ、あるいはアルミニウム合金製ルーフパネルとアルミニウム合金製サイドパネルとの組み合わせなど、同種金属同士の組み合わせであれば、接合施工の効率からも、スポット溶接が汎用される。
【０００９】
しかし、本発明が対象とするアルミニウム合金製ルーフパネルと鋼製サイドパネルとの異種金属同士の組み合わせでは、このようなスポット溶接や機械的な接合手段だけでは、アルミニウム合金と鋼との間で電食が生じる。このため、このような異材間の電食対策と接合強度の向上を目的に、アルミニウム合金製ルーフパネルと鋼製サイドメンバアウタとの接合には、主として接着樹脂が使用されることが多い。具体的には、両者の接合用のフランジ同士の間に、全面的あるいは部分的などの広域に、構造用の熱硬化型（熱硬化性）接着樹脂を塗布して介在させ、これを自動車車体組み立て後の車体の焼き付け塗装工程で加熱硬化させて、これらフランジを互いに接合する。
【００１０】
この熱硬化型接着樹脂の接合強度を補う意味で、ＳＰＲ＝セルフ・ピアシング・リベットや、あるいはボルトなどの機械的な締結手段を適用することも多い。また、これら機械的な締結手段に加えて、あるいは替えて、溶接接合 (スポット溶接等) が適用されることもある。
【００１１】
ただ、このような熱硬化型接着樹脂の接合による場合、アルミニウム合金製ルーフパネルにおける熱ひずみの問題が特に浮上してくる。本発明のように、ルーフパネルをアルミニウム合金製とした場合、アルミニウム合金製ルーフパネルと、鋼製のサイドパネル（サイドメンバアウタパネルやサイドメンバインナパネル、ルーフサイドレール）とでは、線膨張係数が大きく違う。アルミニウム合金の線膨張係数は周知の通り鋼の約２倍である。これによって、車体が高温に加熱された際には、アルミニウム合金製ルーフパネルと鋼製のサイドパネルとでは、熱による変形量が異なって、アルミニウム合金製ルーフパネルの側に大きな膨張変形（熱ひずみ）が生じる。
【００１２】
特に、大型車などで面積が大きく、かつ軽量化のために２．０ｍｍ以下に薄肉化されたアルミニウム合金製ルーフパネルでは、自動車車体組み立て後の車体の焼き付け塗装工程での１７０〜１８０ ℃×２０〜３０分などの条件での、比較的低温の加熱処理によっても、大きな膨張変形（熱ひずみ）が生じる。
【００１３】
アルミニウム合金製ルーフパネルに、このような膨張変形（熱ひずみ）が大きく生じた場合には、アルミニウム合金製ルーフパネルが、前記鋼製サイドパネルを車幅方向外側に向かって押し広げるような熱変形が生じる。そして、このような熱変形が生じるのは、前記した、自動車車体の焼き付け塗装工程（加熱炉）途中であり、前記した接合用の熱硬化型樹脂も未硬化の状態であり、これらの樹脂の接合強度は全く当てにできない。
【００１４】
このため、熱荷重、すなわち前記熱変形により負荷される荷重は、樹脂接合箇所以外の、前記した比較的数少ない、あるいは間隔が大きくあいた、溶接接合箇所やＳＰＲボルトなどの機械的な接合箇所だけで局所的に負担することとなる。この結果、これら溶接接合箇所やボルトなどの機械的な接合箇所が無い、熱硬化型樹脂による接合箇所が、前記熱荷重に耐えられずに剥がれるなどの破損する可能性が高くなる。
【００１５】
また、ルーフパネルの前記熱荷重が大きい場合には、ルーフパネル側縁部のフランジの取り付け部に生じる面ひずみ量も大きくなる。このため、フランジの取り付け部に、接合点間の口開き部分が生じる変形「口開き変形」が起こったり、このフランジ自体の位置が、本来の設計位置よりも車幅方向のより外側へずれるなどの「ズレ変形」が起こってしまう。自動車車体組み立て後に、このような変形が生じた場合、ルーフパネルの意匠性やシール性（水密性）、ひいては車体の商品価値を大きく阻害する。
【００１６】
ちなみに、ルーフパネルとサイドパネルとが、汎用されている鋼製同士の場合には、互いに同じ熱膨張係数、熱膨張量であるために、前記接合箇所に過大な熱荷重の負担は発生せず、これらの接合箇所が破損、破断あるいは剥がれることはない。また、前記したフランジの「口開き変形」や「ズレ変形」も生じない。したがって、このような問題は、アルミニウム合金製ルーフパネルを鋼製サイドパネルに取り付ける際の特有の問題である。
【００１７】
従来から、このようなアルミニウム合金ルーフパネルの熱ひずみ対策は種々提案されている。例えば、ルーフパネルの側縁部に、ビード（溝）を設けて、アルミニウム合金ルーフパネルの剛性を上げ、膨張変形を抑制する対策がある。しかし、このようなビードを設けても、ルーフパネルとサイドパネルとのフランジ同士の接合部に作用する、前記熱荷重自体を小さくできるわけではない。このため、アルミニウム合金製ルーフパネルと鋼製サイドパネルとのフランジ同士の前記熱硬化型樹脂による接合方式では、この樹脂による接合箇所が熱荷重によって破損する前記した問題を解決できない。また、前記したフランジの「口開き変形」や「ズレ変形」も効果的に防止できない。しかも、自動車のデザイン上重要な、ルーフパネル形状の設計変更をもたらすことになる制約が生じる。
【００１８】
また、ルーフサイドレールをアルミニウム合金製中空形材から構成し、ルーフパネルとルーフサイドレールとをアルミニウム合金同士として接合することで、互いの線膨張率を同じとする。これによって、鋼材との線膨張率の違いによって、座屈強度が低いアルミニウム合金ルーフパネル側に大きなひずみが生じるのを抑制して、ルーフパネル側縁部の前記取り付け部に、接合点間に口開き部分が生じるなどの変形が起こるのを防止することが提案されている（特許文献５) 。しかし、この方法では、鋼製のサイドパネル（サイドメンバアウタ6 やサイドメンバインナパネル7）との線膨張率の差による変形の問題を解決できない。そして、ルーフサイドレールを含めて鋼製とした、汎用される既存の鋼製サイドパネルには適用できない。
【００１９】
また、アルミニウム合金ルーフパネルの熱伸縮や熱変形を吸収する方法も、特許文献６、７などで提案されている。特許文献６は、ルーフパネルフランジと、ルーフサイドレールやサイドメンバアウタパネルとの取り付け部の接合用樹脂を、加熱により発泡するタイプの熱発泡型樹脂として、比較的柔らかく接合する。これによって、アルミニウム合金ルーフパネル側に生じた熱伸縮や熱変形を吸収する。また、特許文献７は、鋼製サイドパネルに剛性が低い部位を設けることで、アルミニウム合金ルーフパネルの熱伸縮や熱変形を吸収しようとしている。
【００２０】
しかし、このような方法でも、やはりルーフパネルとサイドパネルとのフランジ同士の接合部に作用する、前記熱荷重自体を小さくできるわけではない。このため、アルミニウム合金製ルーフパネルと鋼製サイドパネルとのフランジ同士の前記熱硬化型樹脂による接合方式では、この樹脂による接合箇所が熱荷重によって破損する前記した問題を解決できない。また、前記したフランジの「口開き変形」や「ズレ変形」も効果的に防止できない。
【００２１】
更に、アルミニウム合金製ルーフパネルの膨張変形（熱ひずみ）が生じた場合の、ルーフパネルにおける車体側面側意匠面の上下方向の部分的な変形を抑制してルーフパネルの意匠性を保持するとともに、併せて、ルーフパネル側縁部の取り付け部の変形も抑制したルーフパネルも、本出願人から提案されている（特許文献８、９）。
【００２２】
特許文献８では、アルミニウム合金製ルーフパネルを鋼製サイドメンバアウタパネルに取り付けた構造において、前記ルーフパネルの側縁部と前記サイドメンバアウタパネルの上端部とをリベットあるいはボルトによって接合するに際して、剪断強度が、JIS K6850 に規定された試験方法による引張剪断強度で、2MPa以下であるような、柔らかい樹脂層を介して接合している。
【００２３】
また、特許文献９、１０では、アルミニウム合金製ルーフパネルにおける車体側面側をL字状に折り曲げて、略垂直な立壁と、これに続く平坦なフランジとからなる側縁部を構成し、前記フランジに、車体前後方向に延在する、上方に凸な凸型ビードを、間隔を開けて複数個、一体に、かつ、前記車体側面側の外方に平坦部分を残して設け、このフランジの凸型のビード以外の平坦部分において、自動車上部車体構造と接合している。そして、この凸型のビードによって、このルーフパネル意匠面の膨張変形による上下方向の変形を抑制し、ルーフパネルの意匠性を保持している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２４】
【特許文献１】特開平7-132855号公報
【特許文献２】特開2004ー17682 号公報
【特許文献３】特開2003ー341547号公報
【特許文献４】特開2002ー234460号公報
【特許文献５】特開2004ー130985号公報
【特許文献６】特開2004ー130986号公報
【特許文献７】特許第4228752号公報
【特許文献８】特許第４３１７３５２号公報
【特許文献９】特許第４４３８５２０号公報
【特許文献１０】特開2008ー195244号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２５】
確かに、これら特許文献７、８によって、ルーフパネルにおける車体側面側意匠面の上下方向の部分的な変形を抑制してルーフパネルの意匠性を保持するとともに、併せて、ルーフパネルのフランジの口開きなどの変形も抑制される。
【００２６】
ただ、これらの対策によっても、ルーフパネルの前記膨張変形（熱ひずみ）が大きく、前記した熱変形＝熱荷重が大きく生じた場合で、しかも、前記した焼き付け塗装工程を通過途中で前記接合用熱硬化型樹脂が未硬化の状態では、前記した、ルーフパネルフランジの樹脂接合部の破損やフランジ自体のズレ変形をなかなか抑制できない。このようなルーフパネルフランジの樹脂接合部の破損やフランジ自体のズレ変形などは、ルーフパネルの意匠性やシール性（水密性）、ひいては車体としての商品価値を大きく低下させる。
【００２７】
したがって、本発明の目的は、前記熱荷重が生じた場合のルーフパネルのフランジの樹脂接合部の破損や、口開き変形やズレ変形などの変形を、総合的に（押しなべて）抑制した、アルミニウム合金製ルーフパネルの鋼製サイドパネルへの取り付け構造を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００２８】
この目的を達成するために、本発明のアルミニウム合金製ルーフパネルの取り付け構造の要旨は、自動車車体におけるアルミニウム合金製ルーフパネルの鋼製サイドパネルへの取り付け構造であって、前記ルーフパネルの車幅方向の両端を折り曲げて、立壁とこれに続く平坦なフランジとからなる側縁部を構成する一方、車幅方向の両側にあって前記鋼製サイドパネルを構成するサイドメンバアウタパネルの車幅方向の内側端部も折り曲げて、立壁とこれに続く平坦なフランジとからなる側縁部を構成し、これら互いの前記フランジに、立壁を有する凹状段部を、これら互いの凹状段部同士が相対応する各位置であって、車幅方向と車体前後方向とに亘って延在するよう、成形によって一体に各々設け、前記サイドメンバアウタパネル側の凹状段部における前記立壁が前記ルーフパネル側の凹状段部における前記立壁を車幅方向の外側より支持するよう、前記ルーフパネル側の凹状段部を相対応する前記サイドメンバアウタパネル側の凹状段部に重ね合わせ、その上で互いの前記フランジ同士が接合されていることである。
【００２９】
上記要旨において、前記サイドメンバアウタパネル側の凹状段部における前記立壁の高さと、前記ルーフパネル側の凹状段部における前記立壁の高さとを、前記ルーフパネルの板厚の１.２倍〜３．０倍の範囲の高さと限定することが好ましい。また、前記サイドメンバアウタパネル側の凹状段部における前記立壁の壁面であって、前記ルーフパネル側の凹状段部における前記立壁を前記車幅方向の外側より支持する壁面の延在方向が、限定的に、自動車車体の焼き付け塗装工程における前記ルーフパネルからの熱荷重の負荷方向あるいは前記ルーフパネルの熱膨張によるズレ変形の方向に対して、正対する方向に限定することが好ましい。前記サイドメンバアウタパネル側の凹状段部における前記立壁と前記ルーフパネル側の凹状段部における前記立壁とを互いに接触させた状態で、前記ルーフパネル側の凹状段部を相対応する前記サイドメンバアウタパネル側の凹状段部に重ね合わせることが好ましい。
【００３０】
また、前記サイドメンバアウタパネル側の凹状段部と、前記ルーフパネル側の凹状段部とが、各々の前記フランジの車体前後方向に亘って間隔をあけて複数個配置されているか、前記フランジの車体前後方向に亘って一体に延在する樋状に形成されているよう限定することが好ましい。また、前記アルミニウム合金製ルーフパネルのフランジと、前記サイドメンバアウタパネルのフランジとが熱硬化型接着樹脂によって接合されているよう限定することが好ましい。また、前記サイドメンバアウタパネルに加えて、前記鋼製サイドパネルを構成するルーフサイドレールの車幅方向の内側に設けた平坦なフランジにも、あるいは、更に前記鋼製サイドパネルを構成するサイドメンバインナパネルの車幅方向の内側に設けた平坦なフランジにも、これら互いの前記フランジに、立壁を有する凹状段部を、前記サイドメンバアウタパネル側の凹状段部に相対応する各位置と大きさに、成形によって一体に設け、これらの凹状段部を前記サイドメンバアウタパネルの凹状段部に下側から各々重ね合せるように限定することが好ましい。
【発明の効果】
【００３１】
本発明では、アルミニウム合金製ルーフパネルのフランジと、鋼製サイドパネルのサイドメンバアウタパネルのフランジとの両方に、立壁を有する凹状段部を互いに段部同士が相対応するように設ける。そして、前記サイドメンバアウタパネル側の凹状段部における前記立壁が、前記ルーフパネル側の凹状段部における前記立壁を、車幅方向の外側より支持するよう、前記ルーフパネル側の凹状段部を、前記サイドメンバアウタパネル側の凹状段部に重ね合わせている。
【００３２】
このように構成することによって、前記サイドメンバアウタパネル側の凹状段部における前記立壁（壁面）が、前記ルーフパネル側の凹状段部における前記立壁を、前記ルーフパネルからの熱荷重の負荷方向あるいは前記ルーフパネルの熱膨張によるズレ変形の方向に対して、相対する方向、好ましくは正対する方向から支持する。
【００３３】
したがって、自動車車体の焼き付け塗装工程において、前記ルーフパネルから負荷される熱荷重を、あるいは前記ルーフパネルの熱膨張によるズレ変形を、これと相対する（対峙する、向き合う）方向、好ましくは正対する方向で阻止あるいは受け止めることができる。この場合の阻止あるいは受け止めは、狭い「点」ではなく、より広い「面」で受け持ち、かつ、鋼製サイドメンバアウタパネルの平板状ではない立体構造あるいは鋼製サイドパネル全体としての中空構造からして、剛的でなく、弾力的あるいは弾性的である。
【００３４】
すなわち、この鋼製サイドメンバアウタパネル側の立壁によって、アルミニウム合金製ルーフパネル側の立壁から伝わる熱荷重あるいはズレ変形により負荷される荷重はより広い「面」で受け持ち、しっかりと弾力的あるいは弾性的に受け止められて、更に、サイドメンバアウタパネルのフレキシブルな構造（柔軟な弾性構造）によって吸収される。
【００３５】
このため、前記熱荷重やズレ変形を、前記ルーフパネルに局所的に大きな荷重を与えることなく、弾力的あるいは弾性的に吸収することが可能となる。これによって、ルーフパネルの前記膨張変形（熱ひずみ）が大きく、前記した熱変形＝熱荷重が大きく生じた場合で、しかも、前記した焼き付け塗装工程を通過途中で前記接合用熱硬化型樹脂が未硬化の状態でも、前記アルミニウム合金製ルーフパネルの取り付け用フランジに負荷される熱荷重は、樹脂接合箇所以外の、溶接接合箇所やボルトなどの機械的な接合箇所への負担も含めて、大きく低減、抑制されることとなる。また、フランジ自体のズレ変形も弾力的あるいは弾性的に受け止められて吸収される。この結果、前記ルーフパネルフランジの樹脂接合部への局所的な熱荷重負荷による破損や、フランジ自体の位置の車幅方向へのズレ変形を効果的に抑制できる。
【００３６】
また、本発明のような、互いに重なり合う凹状段部は、アルミニウム合金製ルーフパネルのフランジと、鋼製サイドパネルのサイドメンバアウタパネルのフランジとの剛性を、互いに平坦な従来の場合に比して、大きく向上させる。この剛性向上は、前記熱荷重やズレ変形の大きさ自体を低減する効果もあり、薄板からなる両パネルの、成形後の車体組み立て工程への搬送時や組み立て時の座屈変形を防止する効果もある。
【００３７】
更に、本発明のような、互いに重なり合う凹状段部は、互いにフランジが平坦な従来の場合に比して、アルミニウム合金製ルーフパネルと、鋼製サイドメンバアウタパネル、ひいては鋼製サイドパネルとの接合強度を、平坦なフランジ同士の接合に比して、大きく増加させる。
【００３８】
また、この凹状段部を設ける互いのフランジは自動車上部車体構造の構成部材の取付部であり、意匠面ではないため、意匠性は不要である。そして、この凹状段部は、これらフランジにおける自動車上部車体構造の構成部材との取付部を確保した上で設けることができ、ルーフパネルの取り付けに与える不都合は何もない。
【００３９】
更に、このような凹状段部は、特に大きく、あるいは特に深く設ける必要はなく、互いのフランジのあるいは全体形状のプレス成形時の一貫として、一体に、簡便に設けることが可能である。したがって、このような凹状段部は、その狙いとするアルミニウム合金製ルーフパネルの取り付け用フランジに負荷される熱荷重の低減に対して効果的というだけでなく、副次的な問題が発生することなく簡便に設けることができる点で、著しく実用的である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明ルーフパネル取り付け構造の一態様を示す斜視図である。
【図２】本発明ルーフパネル取り付け構造の他の態様を示す斜視図である。
【図３】図１あるいは図２のＡ−Ａ断面図である。
【図４】本発明ルーフパネル取り付け構造の他の態様を示す断面図である。
【図５】本発明ルーフパネル取り付け構造の他の態様を示す断面図である。
【図６】本発明ルーフパネル取り付け構造の他の態様を示す断面図である。
【図７】本発明ルーフパネル取り付け構造の他の態様を示す断面図である。
【図８】比較例のルーフパネル取り付け構造を示す断面図である。
【図９】代表的なルーフパネルの構造を示し、図９(a)はルーフパネル全体の斜視図、図９(b)は(a) のR a 方向の断面図、図９(c)は(a) のR b 方向の断面図である。
【図１０】自動車車体の斜視図である。
【図１１】従来のルーフパネル取り付け構造を示す図１０の車体前後方向の断面図である。
【図１２】ルーフパネルの熱変形によるルーフフランジの「口開き変形」を示す側面図である。
【図１３】ルーフパネルの熱変形によるルーフフランジの「ズレ変形」を示す平面図（a）と断面図（b）である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
以下、本発明自動車ルーフパネルの実施の形態について、図を用いて、以下に説明する。なお、本発明では、アルミニウム合金製ルーフパネルと鋼製サイドパネルとのフランジ構造以外のパネル構造や自動車上部車体構造は、これまでと同じである。
【００４２】
すなわち、これらのパネル構造自体を大きく変えることなく、また、ルーフパネルの構造自体を大きく変えることなく、前記熱荷重が生じた場合のルーフパネルのフランジの樹脂接合部の破損や、口開き変形やズレ変形などの変形を総合的に抑制できる点が、本発明の利点でもある。
【００４３】
ルーフパネルの構造例：
先ず、本発明の前提となる自動車車体におけるルーフパネルの構造例（代表例）を図９に示す。図９（a）はルーフパネル全体の斜視図、図９（ｂ）は図９（a）のR a 方向の断面図、図９（ｃ）は図９（a）のR b 方向の断面図である。本発明においてルーフパネルの構造自体は従来と同じである。この図９（a）、（ｂ） において、ルーフパネル1 における車幅方向の両側（車体両側面側) の側縁部は、端部を、この例では L字状に折り曲げたもので、車体の上下方向に延在する垂直な立壁1bと、これに続く平坦なフランジ1cとからなる。
【００４４】
ルーフパネル1 は、通常、ルーフパネル中央部の車体左右方向の曲率 R aと車体前後方向の曲率R b を有するよう、図９（ｂ）や図９（ｃ）に示した略箱型形状に設計される。そして、図９（a）に示すように、ルーフパネルリインフォースメント32a 、32b 、32c などのルーフ補強材を介し、また、ウインドシールドヘッダパネル33やバックウインドウフレームアッパ34などの付属フレームやパネルが設けられた上で、車体側に取り付けられる。
【００４５】
このようなルーフパネルを自動車車体へ取り付ける態様を図１０、１１に示す。図１０はルーフパネルを取り付けた自動車車体５を斜視図で示す。また、この図１０における、ルーフパネル1 の両側面G-G 部やH-H 部の側縁部を、図１１に断面図にて示す。
【００４６】
この図１１のように、ルーフパネル1は、平坦なフランジ1cにおいて、車幅方向の両側にあって鋼製サイドパネルを構成するサイドメンバアウタパネル6の平坦なフランジ6ｃと図の点線で囲んだ部分10で接合される。この際、通常は、鋼製サイドパネルを構成する他のサイドメンバインナパネル7の平坦なフランジ7ｃやルーフサイドレール8 の平坦なフランジ8ｃも、これらフランジ1cやフランジ6ｃと一体に接合される。
【００４７】
なお、前記鋼製のサイドパネルは、周知の通り、車幅方向の両側（車体の両側）にあって、車体前後方向に延在している。そして、サイドメンバアウタパネル6の車幅方向の内側端部も、この例では L字状に折り曲げたもので、立壁6ｂとこれに続く平坦なフランジ６ｃとからなる側縁部を構成している。これは鋼製サイドパネルを構成する他のサイドメンバインナパネル7の平坦なフランジ7ｃやルーフサイドレール8 の平坦なフランジ8ｃも同様である。
【００４８】
本発明が対象とするアルミニウム合金製ルーフパネルと鋼製サイドパネルとの異種金属同士の組み合わせでは、アルミニウム合金と鋼との間で生じる電食への対策が前記した通り必要となる。このため、このような異材間の電食対策と接合強度の向上を目的に、後述する図１、２などのアルミニウム合金製ルーフパネル１のフランジ１ｃと、鋼製サイドメンバアウタ6のフランジ６ｃとの接合には、主として接着樹脂が使用される。具体的には、フランジ１ｃとフランジ６ｃとの間に、全面的あるいは部分的などの広域に、構造用の熱硬化型（熱硬化性）接着樹脂を塗布して介在させ、これを自動車車体組み立て後の車体の焼き付け塗装工程で加熱硬化させて、これらフランジを互いに接合する。
【００４９】
この熱硬化型接着樹脂の接合強度を補う意味で、ＳＰＲ＝セルフ・ピアシング・リベットや、あるいはボルトなどの機械的な締結手段を適用しても良い。また、これら機械的な締結手段に加えて、あるいは替えて、溶接接合 (スポット溶接等) を適用しても良い。
【００５０】
ちなみに、前記図１０におけるルーフパネル1 の車体前後側のK-K 部は、前記図９（a）のウインドシールドヘッダパネル33と、図示はしないが、マスチック接着剤で接合されている。更に、ルーフパネル1 の中央部は、前記図９（a）における鋼製のルーフパネルリインフォースメント32と、マスチック接着剤で接合されている。
【００５１】
熱ひずみの問題：
このような熱硬化型接着樹脂の接合では、前記した通り、アルミニウム合金製ルーフパネルにおける熱ひずみの問題を解決する必要がある。アルミニウム合金製ルーフパネルでは、自動車車体組み立て後の車体の焼き付け塗装工程での加熱処理によって膨張変形（熱ひずみ）が生じ、このような膨張変形が大きい場合には、アルミニウム合金製ルーフパネルが、鋼製サイドパネル、特にサイドメンバアウタパネル6を車幅方向外側に向かって押し広げるような熱変形が生じる。
【００５２】
このような熱変形が生じるのは、前記焼き付け塗装工程（加熱炉）途中であり、前記接合用の熱硬化型樹脂も未硬化の状態であり、これらの樹脂の接合強度は全く当てにできない。このため、熱荷重、すなわち前記熱変形により負荷される荷重を受け止め負担する、新たな手段が必要となる。
【００５３】
このような手段が無い、前記図１１で示した、従来のルーフパネル1の平坦なフランジ1cとサイドメンバアウタパネル6の平坦なフランジ6ｃとの接合では、図１２にこのフランジ側面を示す、前記熱荷重を数少ないあるいは間隔が大きくあいた溶接や機械的な接合箇所１１だけで局所的に負担することとなる。
【００５４】
このため、前記熱荷重により、ルーフパネル側縁部のフランジに生じる面ひずみ量も大きくなり、図１２に示す通り、接合点１１間のルーフパネルのフランジ１ｃが、接合の相手であるサイドメンバアウタパネル6のフランジ6ｃよりも上方に拡がる口開き部分が生じる「口開き変形」が起こる。
【００５５】
また、図１３に示すように、このフランジ１ｃ自体の位置が図１３（a）の平面図で示す、本来の設計位置であるＢ―Ｂ断面の位置から、図１３（b）で示す断面図のＡ―Ａ断面の位置へと、車幅方向のより外側へずれる「ズレ変形」が起こる。
【００５６】
更に、このような変形によって、接合点１１間のルーフパネルのフランジ１ｃの熱硬化型樹脂による接合箇所では、前記焼き付け塗装工程（加熱炉）途中であり、前記接合用の熱硬化型樹脂も未硬化の状態であるので、前記熱荷重に耐えられずに剥がれるなどの破損する可能性が高くなる。
【００５７】
これらの問題発生を防止し、前記熱荷重を受け止め負担する、本発明の新たな手段につき、図１〜８を用いて以下に説明する。
【００５８】
凹状段部の定義：
先ず、本発明で言う凹状段部とは、ルーフパネルやサイドメンバアウタパネルの平坦なフランジに設けられた、これら各フランジの車体上下方向の下方に向かって凹む段差あるいは凹みである。したがって、前記特許文献９、１０のような、ルーフパネルフランジに設けられた、上方に向かって凸な凸型ビードとは、凹凸の向きが反対（逆）であり、厳に区別される。
【００５９】
更に、本発明の凹状段部は、ルーフパネル側の凹状段部における立壁を、サイドメンバアウタパネル側の凹状段部における立壁（壁面）が、車幅方向の外側より支持するものである。したがって、必然的に、本発明の凹状段部は、このような立壁（壁面）を、ルーフパネル側やサイドメンバアウタパネル側の凹状段部（フランジ）に各々有するものである。
【００６０】
凹状段部の具体的な態様：
以下、本発明の凹状段部を、図１〜８などを用いて具体的に説明する。本発明では、図１、２に示すように、ルーフパネル１の平坦なフランジ１ｃに、立壁２aを有する凹状段部２を設ける。また、同時に、サイドメンバアウタパネルの平坦なフランジ６ｃにも、立壁３aを有する凹状段部３を設ける。これら凹状段部２、３は、これら互いの凹状段部２、３同士が相対応する各フランジ位置であって、フランジの車幅方向と車体前後方向とに亘って延在するよう、これらパネルのプレス成形などの成形によって一体に設ける。
【００６１】
これらサイドメンバアウタパネル６側（＝サイドメンバアウタパネル６のフランジ６ｃに設けられたの意味）の凹状段部３と、ルーフパネル１側の凹状段部（＝ルーフパネル１のフランジ１ｃに設けられたの意味）との前記延在の態様は、図１のように、前記各々のフランジの車体前後方向に亘って間隔をあけて複数個配置されていても良い。また、図２のように、前記各々のフランジの車体前後方向に亘って一体に延在する樋状に形成されていても良い。
【００６２】
図１〜図４に示すように、これら互いの凹状段部２、３は、前記した通り、ルーフパネル１やサイドメンバアウタパネル６の平坦な各フランジ１ｃや６ｃの車体上下方向の下方に向かって凹む段差あるいは凹みである。そして、車幅方向の断面形状において、車幅方向の外側（外方側）に、段差としての各々立壁２a、３aを必須に有し、この立壁２a、３aから車幅方向の内側（内方側）に向かって横方向に延在する底部２ｃ、３ｃを必然的に有する。この立壁２a、３aはいわば凹状段部２、３（フランジ１ｃや６ｃ）の車幅方向外側の立壁である。
【００６３】
図１〜３のように、これら互いの凹状段部２、３が、底部２ｃ、３ｃから上方に向かって立ち上がる車幅方向の内側（内方側）の立壁２b、３bを有する、車幅方向の矩形断面形状を有しても良い。また、図４のように、これら互いの凹状段部２、３が、これら車幅方向の内側（内方側）の立壁２b、３bを有さなくても良い。この立壁２b、３bはいわば凹状段部２、３（フランジ１ｃや６ｃ）の車幅方向内側の立壁である。
【００６４】
図１〜３の場合、これら互いの凹状段部２、３は、ルーフパネル１やサイドメンバアウタパネル６の各フランジ１ｃや６ｃの平坦部分を、凹状段部２、３の車幅方向の内側（内方側）と車幅方向の外側（外方側）との両側に各々有している。言い換えると、図１〜３の凹状段部２、３は、各フランジ１ｃや６ｃの平坦部分を車幅方向の両側に有した大きさと、各フランジ１ｃや６ｃの位置に設けられている。
【００６５】
また、図４の場合、これら互いの凹状段部２、３は、ルーフパネル１やサイドメンバアウタパネル６の各フランジ１ｃや６ｃの平坦部分を、凹状段部２（立壁２a）の車幅方向の外側（外方側）のみか、凹状段部３（立壁３a）の車幅方向の内側（内方側）のみか、片側だけに有している。言い換えると、図４の凹状段部２、３は、各フランジ１ｃや６ｃの平坦部分を車幅方向の片側のみに有した大きさと、各フランジ１ｃや６ｃの位置に設けられている。
【００６６】
ルーフパネル１とサイドメンバアウタパネル６との平坦なフランジ１ｃと６ｃ同士を重ね合わせて接合する際に、同時に、これら互いの凹状段部２、３同士も同時に重ね合わせる。すなわち、これらの態様では、各々図示する通り、サイドメンバアウタパネル６側の凹状段部３における車幅方向内側の立壁３aが、ルーフパネル１側の凹状段部における車幅方向外側の立壁２aを、車幅方向の外側より支持するよう、これら互いの立壁２a、３a同士を接触させた状態で、ルーフパネル１側の凹状段部２を、相対応するサイドメンバアウタパネル６側の凹状段部３に重ね合わせている。つまり、互いに重ね合わせた態様において、サイドメンバアウタパネル６側の凹状段部３における車幅方向外側の立壁３aは、車幅方向の外側より、ルーフパネル１側の凹状段部における車幅方向外側の立壁２aに接触および支持している。
【００６７】
ここで、サイドメンバアウタパネル６側の前記立壁３aが、ルーフパネル１側の前記立壁２aを、車幅方向の外側より支持するためには、これら立壁３aと立壁２aとが、互いに隙間無く接触させた状態として、前記凹状段部３、２同士を重ね合わせることが好ましい。ただ、条件が許せば、必ずしも、互いに隙間無く接触させた状態とする必要はなく、目的とする効果を損なわない範囲で、これら立壁３aと立壁２aとが互いに若干あるいは多少の隙間（クリアランス）を有して、前記凹状段部３、２同士が重ね合わされてもよい。
【００６８】
このように、サイドメンバアウタパネル６側の凹状段部３における立壁（壁面）３aが、ルーフパネル１側の凹状段部２における立壁２aを、車幅方向の外側より支持する。ここで、この車幅方向の外側より支持するとは、より具体的には、ルーフパネル１側からの熱荷重の車幅方向外側への負荷方向あるいはルーフパネル１の熱膨張によるズレ変形の車幅方向外側への変形方向に対して、相対する（対峙する、向き合う）方向、好ましくは正対する方向から支持することである。
【００６９】
凹状段部２は、ルーフパネル素材である平板状のアルミニウム合金板をプレス成形にて制作する際に同時に成形可能である。アルミニウム合金製ルーフパネル１の車幅方向の両端を例えばL字状に折り曲げて、立壁１ｂとこれに続く平坦なフランジ１ｃとからなる側縁部をプレス成形にて形成する際に、一連のプレス成形工程によって一体に設けることが可能で好ましい。また、凹状段部３も、車幅方向の両側にあって鋼製サイドパネルを構成するサイドメンバアウタパネル６の車幅方向の内側端部を例えばL字状に折り曲げて、立壁６ｂとこれに続く平坦なフランジ６ｃとからなる側縁部をプレス成形にて形成する際に、一連のプレス成形工程によって一体に設けることが可能で好ましい。
【００７０】
凹状段部の主たる効果：
このように凹状段部２、３を構成および互いに重ね合わせることによって、自動車車体の焼き付け塗装工程において、ルーフパネル１側から負荷される熱荷重を、あるいはルーフパネル１の熱膨張によるズレ変形を、これと相対する方向、好ましくは正対する方向で阻止あるいは受け止めることができる。しかも、この阻止あるいは受け止めは、狭い「点」ではなく、より広い「面」や「範囲」で受け取め、鋼製サイドメンバアウタパネル６の平板状ではない立体構造あるいは鋼製サイドパネル全体としての中空構造からして、反力を与える剛的ではなく、反力を与えない弾力的あるいは弾性的な支持である。このため、この鋼製サイドメンバアウタパネル６側の立壁６aによって、アルミニウム合金製ルーフパネル１側の立壁３aから伝わる熱荷重あるいはズレ変形により負荷される荷重が弾力的あるいは弾性的にしっかりと受け止められ、更に、サイドメンバアウタパネル６のフレキシブルな構造（柔軟な弾性構造）によって吸収される。
【００７１】
このため、前記熱荷重やズレ変形を、ルーフパネル１側へ大きな反力を与えることなく、弾力的あるいは弾性的に吸収することが可能となる。これによって、ルーフパネル１の前記膨張変形（熱ひずみ）が大きく、前記した熱変形＝熱荷重が大きく生じた場合で、しかも、前記した焼き付け塗装工程を通過途中で前記接合用熱硬化型樹脂が未硬化の状態でも、アルミニウム合金製ルーフパネル１のフランジ１ｃに負荷される熱荷重は、樹脂接合箇所は勿論、それ以外の溶接や機械的な接合箇所１１への負担も含めて、大きく低減、抑制される。また、フランジ１ｃ自体のズレ変形も弾力的あるいは弾性的に受け止められて吸収される。この結果、ルーフパネルフランジ１ｃの全域に亘る樹脂接合部の局所的な熱荷重負荷による破損や、フランジ１ｃ自体の位置の車幅方向へのズレ変形も効果的に抑制できる。
【００７２】
凹状段部の設計条件：
これら凹状段部の設計条件は、下方への深さ（立壁高さ）、車幅方向の幅、車体前後方向の長さ、間隔の長さ、設ける個数などである。これらは、アルミニウム合金製ルーフパネル１側の設計条件と、自動車車体の焼き付け塗装工程条件（温度×時間）によって定まる、フランジ１ｃに負荷される熱荷重量や熱変形量によって定まる。
【００７３】
ここで、前記したアルミニウム合金製ルーフパネル1 側の設計条件とは、パネルの厚みや強度(0.2% 耐力) 、車幅方向の長さ (幅) 、ルーフパネル1 の側縁部の長さ、ルーフパネル意匠面1aの面積などである。すなわち、これらルーフパネル1 の設計条件が大きくなり、フランジ１ｃに負荷される熱荷重量や熱変形量が大きくなるほど、凹状段部の設計条件を大きくする。
【００７４】
凹状段部の立壁の高さ：
このうち、前記した凹状段部の作用効果を、汎用されるルーフパネル1 の設計条件や自動車車体の焼き付け塗装工程条件（温度×時間）によって、フランジ１ｃに負荷される熱荷重量や熱変形量に対して発揮させるためには、凹状段部における、立壁３aや立壁２aの高さ（平坦なフランジ面からの深さ）ｈが重要となる。より具体的には、サイドメンバアウタパネル６側の凹状段部３における立壁３aの高さ（平坦なフランジ６ｃ面からの深さ）ｈと、ルーフパネル1側の凹状段部２における立壁２aの高さ（平坦なフランジ１ｃ面からの深さ）ｈとが重要となる。
【００７５】
この点、これらの高さｈは、ルーフパネル１の板厚ｔの１.２倍〜３．０倍の範囲の高さを有することが好ましい。言い換えると、凹状段部２、３の深さが、この関係を満たしていることが好ましい。この凹状段部２、３の深さが浅いと、あるいは立壁２aや立壁３aの高さｈが小さすぎると、熱荷重発生元であるルーフパネル１の板厚ｔに応じた熱荷重やズレ変形の発生量に対応できずに、これら熱荷重やズレ変形を弾力的あるいは弾性的に受けとめ、吸収することが困難となる。
【００７６】
凹状段部の形状：
これら図１、２の態様では、凹状段部の形状につき、各フランジ１ｃや６ｃの下方に凹む、平面的に矩形な形状の段差あるいは凹みを例示している。すなわち、各々の凹状段部２、３における、車幅方向外側に存在している各立壁２a、３aだけでなく、車幅方向内側に存在している立壁２b、３ｂを含めて、四周囲（図１）あるいは対向する２面（図２）に立壁を有する矩形凹部形状を例示している。
【００７７】
これらサイドメンバアウタパネル６側の凹状段部３と、ルーフパネル１側の凹状段部２との各々のフランジにおける延在の態様は、前記した通り、図１のように間隔をあけて複数個配置されていても良く、図２のように一体に延在する樋状に形成しても良い。ただ、これらの凹状段部２、３は、サイドメンバアウタパネル６側の凹状段部３における立壁３aが、ルーフパネル１側の凹状段部における立壁２aを、車幅方向の外側より支持するよう、互いに接触させた状態で重ね合わせることが可能であることが前提となる。したがって、この条件を満たすことを前提に、これら互いの凹状段部同士が相対応する各位置に、前記したルーフパネル１の設計条件などに応じて所定の効果が発揮される、その車幅方向と車体前後方向との延在長さ＝平面的な大きさ（面積）、設うける個数、間隔などの形状が適宜設計される。
【００７８】
この点、凹状段部の形状は、必ずしも図１、２のような矩形凹部形状でなくとも良く、サイドメンバアウタパネル６側の凹状段部３における立壁（壁面）６aが、ルーフパネル１側の凹状段部２における立壁２aを、熱荷重の負荷方向あるいはルーフパネル１のズレ変形の変形方向に対して、相対する（対峙する、向き合う）方向、好ましくは正対する方向から支持できるものであれば良い。この点で、凹状段部の平面形状は、矩形形状でなくとも、円形、楕円、これらが組み合わさった形状であっても良い。
【００７９】
図４は、この凹状段部２、３形状の変形例であり、前記した通り、前記図１、２と違って、車幅方向の内側の立壁がなく、車幅方向の外側にのみ立壁２a、３aが存在する、断面が段差状あるいは階段状のへこみ（凹部）形状となっている。すなわち、凹状段部２、３における立壁２a、３aは、各フランジの車幅方向の外側で、ルーフパネル１側からの熱荷重の車幅方向外側への負荷方向あるいはルーフパネル１の熱膨張によるズレ変形の車幅方向外側への変形方向に対して、相対する方向、好ましくは正対する方向に、最低存在すれば良い。
【００８０】
また、サイドメンバアウタパネル６側の凹状段部３における立壁３aの壁面は、ルーフパネル１側の凹状段部２における立壁２aを、車幅方向の外側より支持するような壁面の延在方向とする。この点で、サイドメンバアウタパネル６側の立壁３aの壁面は、自動車車体の焼き付け塗装工程におけるルーフパネル１からの熱荷重の負荷方向あるいはルーフパネル１の熱膨張によるズレ変形の方向に対して、相対する方向、好ましくは正対する方向に前記壁面を延在させる。
【００８１】
ルーフパネル１側の凹状段部２における立壁２aの壁面も、サイドメンバアウタパネル６側の凹状段部３における立壁３aによる車幅方向外側よりの支持を確実なものとし、お互いに接触するためには、この立壁３aと同じ壁面の形状および延在方向とすることが好ましい。ただ、本発明で狙いとする前記立壁２aの支持効果を阻害しない範囲での、多少の互いの立壁壁面の形状および延在方向の違いなどは許容される。ちなみに、これら互いの壁面は、上下方向や横方向に平坦な直線的である必要はなく、成形および互いに接触可能であれば、上下方向や横方向に、円弧状などの曲線的であっても、段差などの凹凸があっても良い。
【００８２】
また、これら互いの立壁（縦壁）２a、立壁（縦壁）３aは、サイドメンバアウタパネル６側の凹状段部３における立壁３aが、ルーフパネル１側の凹状段部における立壁２aを、車幅方向の外側より、接触および支持することができれば、必ずしも垂直方向に立つ必要はない。例えば、。図１〜図４に示すように、上下方向に斜めに傾く（角度を有する）など、傾斜角度を持って立つ壁でも良い。これは、車幅方向の内側（内方側）の立壁２b、３bを設ける場合も同様である。また、立壁２a、３aから車幅方向の内側（内方側）に向かって横方向に延在する底部２ｃ、３ｃも、水平であるか平坦である必要は必ずしも無い。互いの凹状段部２、３の重ね合わせあるいは噛み合わせに支障がなければ、底部２ｃ、３ｃは車幅方向に向かって角度を有して傾斜していても、微小な段差や凹凸を有していても良い。
【００８３】
凹状段部同士の重ね合わせ：
以上のような構成からなる互いの凹状段部同士を、サイドメンバアウタパネル６側の凹状段部３における立壁３aが、ルーフパネル１側の凹状段部２における立壁２aを、車幅方向の外側より支持するよう重ね合わせる。すなわち、これら互いの立壁２a、３a同士を、立壁２aが車幅方向内側、立壁３aが車幅方向外側となるように、接触させた状態で、ルーフパネル１側の凹状段部２を、相対応するサイドメンバアウタパネル６側の凹状段部３に重ね合わせる。
【００８４】
その上で、アルミニウム合金製ルーフパネル１のフランジ１ｃと、鋼製サイドメンバアウタパネル６のフランジ６ｃとの互いのフランジ同士が、前記した通り、構造用の熱硬化型接着樹脂によって主として接合される。
【００８５】
図６、図８は、このルーフパネルのフランジ１ｃとサイドメンバアウタパネルのフランジ６ｃとの接合の際に、鋼製サイドパネルを構成する、他のルーフサイドレール８の車幅方向の内側に設けたフランジ８ｃや、サイドメンバインナパネル７の車幅方向の内側に設けたフランジ７ｃには凹状段部を設けずに、平坦な従来の態様のままで、これらを一体に接合した態様を示している。
【００８６】
一方、図５は、ルーフサイドレール８のフランジ８ｃにも立壁４ｂを有する凹状段部４を、サイドメンバアウタパネル６側の凹状段部３に相対応する各位置と大きさに、成形によって一体に設けて、この凹状段部４をサイドメンバアウタパネル６の凹状段部３に下側から各々重ね合せた態様を示している。
【００８７】
また、図７は、サイドメンバインナパネル７のフランジ７ｃにも、立壁９ｂを有する凹状段部９を、サイドメンバアウタパネル６側の凹状段部３に相対応する各位置と大きさに、成形によって一体に設けて、この凹状段部９を、サイドメンバアウタパネル６の凹状段部３に、ルーフサイドレール８側の凹状段部４とともに、下側から各々重ね合せた態様を示している。
【００８８】
これらの凹状段部４、９の形状は、図５、図７に示すように、前記した凹状段部２、３と同じく、前記各フランジ８ｃや７ｃの車体上下方向の下方に向かって凹む段差あるいは凹みである。そして、車幅方向の断面形状において、前記した凹状段部２、３と同じく、車幅方向の外側（外方側）に、段差としての各々立壁４a、９aを有し、この立壁４a、９aから車幅方向の内側（内方側）に向かって横方向に延在する底部４ｃ、９ｃを有する。
【００８９】
そして、図５の凹状段部４のように、これらの凹状段部４、９が、底部４ｃ、９ｃから上方に向かって立ち上がる車幅方向の内側（内方側）の立壁４b、９bを有する、車幅方向の矩形断面形状を有しても良い。また、図７のように、これらの凹状段部４、９が、これら車幅方向の内側（内方側）の立壁４b、９bを有さなくても良い。
【００９０】
総じて、これらの凹状段部４、９の形状や、各フランジ８ｃ、７ｃに各々設ける要領は、前記したサイドメンバアウタパネル６のフランジ６ｃに設ける凹状段部３と同じとする。これら凹状段部４、９は、その立壁４a、９aにおいて、ルーフパネル１側の凹状段部２における立壁２aを、凹状段部３の立壁３aの外側から支持しても良い。
【００９１】
ただ、これら凹状段部４、９は、サイドメンバアウタパネル６のフランジ６ｃに設ける凹状段部３と違って、必ずしも、ルーフパネル１側の凹状段部２における立壁２aを、凹状段部３の立壁３aの外側から支持しなくても良い。但し、その場合でも、これら凹状段部４、９をサイドメンバアウタパネル６の凹状段部３の下側から各々重ね合せるためには、これら凹状段部４、９の大きさや形状、そして設けるフランジ位置は、ルーフパネル１側の凹状段部２における立壁２aを凹状段部３の立壁３aの外側から支持する場合と同様に、サイドメンバアウタパネル６のフランジ６ｃに設ける凹状段部３に対応させる必要がある。
【００９２】
図５、図７に示すように、ルーフパネル１とサイドメンバアウタパネル６との平坦なフランジ１ｃと６ｃ同士を重ね合わせて接合する際に、同時に、ルーフサイドレール８のフランジ８ｃやサイドメンバインナパネル７のフランジ７ｃを重ね合わせて、これらの凹状段部４、９も、ルーフパネル１とサイドメンバアウタパネル６との凹状段部２、３に、選択的に重ね合わせる。そして、これらの凹状段部４、９によって、サイドメンバアウタパネル６側の凹状段部３を、車体上下方向の下側からであって、車幅方向の外側より支持した上で、前記した樹脂などの接合手段にて、互いのフランジ同士を一体に接合する。
【００９３】
凹状段部のその他の効果：
以上のような本発明の互いに重なり合う凹状段部は、アルミニウム合金製ルーフパネルのフランジと、鋼製サイドパネルのサイドメンバアウタパネルのフランジとの剛性を大きく向上させる。この剛性向上は、前記熱荷重やズレ変形の大きさ自体を低減する効果もあり、薄板からなる両パネルの、成形後の車体組み立て工程への搬送時や組み立て時の座屈変形を防止する効果もある。また、アルミニウム合金製ルーフパネルのフランジよりも内側にあるルーフパネル意匠面1aの剛性、あるいは局部的な変形抵抗を高める効果もある。この結果、ルーフパネル意匠面1aの、前記膨張変形による上下方向の変形を抑制することができ、ルーフパネルの意匠性を保持する効果もある。
【００９４】
更に、本発明のような、互いに重なり合う凹状段部は、従来の平坦なフランジ同士を接合する場合に比して、アルミニウム合金製ルーフパネルと鋼製サイドパネルとの接合強度を大きく増加させる。また、この凹状段部を設ける互いのフランジは自動車上部車体構造の構成部材の取付部であり、意匠面ではないため、意匠性は不要である。そして、この凹状段部は、これらフランジにおける自動車上部車体構造の構成部材との取付部を確保した上で設けることができ、ルーフパネルの取り付けに与える不都合は何もない。
【００９５】
また、このような凹状段部は前記したような大きさや深さであり、特に大きく、あるいは特に深く設ける必要はなく、互いのフランジのあるいは全体形状のプレス成形時の一貫として、一体に、簡便に設けることが可能である。したがって、このような凹状段部は、その狙いとするアルミニウム合金製ルーフパネルの取り付け用フランジに負荷される熱荷重の低減に対して効果的というだけでなく、副次的な問題が発生することなく簡便に設けることができる点で、著しく実用的である。
【００９６】
段部（段差）の比較例：
前記特許文献９、１０のように、ルーフパネルフランジに上方に凸な凸型ビードを幾ら設けても、フランジの剛性が多少向上するのみである。すなわち、本発明のサイドメンバアウタパネル６側の凹状段部３とルーフパネル1側の凹状段部２とが共同で達成するような、前記熱荷重やズレ変形を、ルーフパネル１側へ大きな反力を与えることなく弾力的あるいは弾性的に受け止めて吸収する作用効果は達成できない。
【００９７】
また、図８は凹状段部の比較例であり、凹状段部２、３において、各フランジの車幅方向の外側の立壁２a、３aが無く、ルーフパネル１側の凹状段部２における立壁２bが、サイドメンバアウタパネル６側の凹状段部３における立壁（壁面）３ｂとともに、車幅方向内側に存在しているのみである。このような態様では、サイドメンバアウタパネル６側の凹状段部３における立壁３ｂは、ルーフパネル１側の凹状段部２における立壁２bを、外側から支持しているものの、その支持方向は車幅方向内側からであって、本発明で規定している、車幅方向外側からの支持ができていない。このため、ルーフパネル１側の凹状段部２における立壁２aを、ルーフパネル１側からの熱荷重の車幅方向外側への負荷方向あるいはルーフパネル１の熱膨張によるズレ変形の車幅方向外側への変形方向に対して、相対する方向、好ましくは正対する方向から支持する効果がない。
【００９８】
素材アルミニウム合金板：
本発明で用いるルーフパネル用の素材アルミニウム合金板は、通常、板の製造がしやすく、ルーフパネルへの成形が容易で、強度にも優れたAA乃至JIS 3000系、5000系、6000系等のアルミニウム合金が適宜選択して用いられる。特に、6000系アルミニウム合金は、自動車車体の塗装焼き付け処理条件での人工時効硬化性を有する。このため、軽量化のために薄肉化されたルーフパネルとして必要な強度 (耐力) を得るのに合金元素量が少なくて済み、そのスクラップを元の6000系アルミニウム合金の溶解原料としてリサイクルできる利点がある。
【００９９】
これらアルミニウム合金材は、冷間圧延に溶体化処理および焼き入れ処理 (質別記号T4) やその後の時効処理(質別記号T6) されて、ルーフの成形素材として用いられる。アルミニウム合金板の厚さｔは、軽量化のためにも２．０ｍｍ以下の１〜２ｍｍの範囲から選択されることが好ましい。
【０１００】
素材鋼材：
本発明で用いる鋼製サイドパネル用の素材鋼板は、従来からこれらに汎用される通常の鋼板、その表面に亜鉛系などの被覆層がめっきなどで被覆されている鋼板、鋼種として、軟鋼、高張力鋼（ハイテン）などの種々の鋼板が適用される。これら鋼板の厚さｔも０．５〜３．０ｍｍから選択されることが好ましい。
【産業上の利用可能性】
【０１０１】
本発明によれば、熱荷重が生じた場合のルーフパネルのフランジの樹脂接合部の破損や、口開き変形やズレ変形などの変形を、総合的に抑制した、アルミニウム合金製ルーフパネルの鋼製サイドパネルへの取り付け構造を提供することができる。このため、本発明は、上部の軽量化を目指した自動車車体構造に好適であり、上部車体構造の軽量化を促進でき、自動車の種類に依らず、共通して、走行安定性や操縦性を増すことができ、また、アルミニウム合金材の用途も一層拡大することができる。
【符号の説明】
【０１０２】
1:ルーフパネル、1b: 立壁、1c: フランジ平坦部分 (凹状段部間の間隔部分) 、
2、3、4、9: 凹状段部、2a、3a、4a、9a: 立壁、2b、3b: 立壁、2ｃ、3ｃ、4ｃ、9ｃ:底部、5:自動車車体、6:サイドメンバアウタ、7:サイドメンバインナ、8:ルーフサイドレール、10: 接合部、32: ルーフパネルリインフォースメント、33: ウインドシールドヘッダパネル、34: バックウインドウフレームアッパ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車車体におけるアルミニウム合金製ルーフパネルの鋼製サイドパネルへの取り付け構造であって、前記ルーフパネルの車幅方向の両端を折り曲げて、立壁とこれに続く平坦なフランジとからなる側縁部を構成する一方、車幅方向の両側にあって前記鋼製サイドパネルを構成するサイドメンバアウタパネルの車幅方向の内側端部も折り曲げて、立壁とこれに続く平坦なフランジとからなる側縁部を構成し、これら互いの前記フランジに、立壁を有する凹状段部を、これら互いの凹状段部同士が相対応する各位置であって、車幅方向と車体前後方向とに亘って延在するよう、成形によって一体に各々設け、前記サイドメンバアウタパネル側の凹状段部における前記立壁が前記ルーフパネル側の凹状段部における前記立壁を車幅方向の外側より支持するよう、前記ルーフパネル側の凹状段部を相対応する前記サイドメンバアウタパネル側の凹状段部に重ね合わせ、その上で互いの前記フランジ同士が接合されていることを特徴とするアルミニウム合金製ルーフパネルの取り付け構造。
【請求項２】
前記サイドメンバアウタパネル側の凹状段部における前記立壁の高さと、前記ルーフパネル側の凹状段部における前記立壁の高さとが、前記ルーフパネルの板厚の１.２倍〜３．０倍の範囲の高さを有する請求項１に記載のアルミニウム合金製ルーフパネルの取り付け構造。
【請求項３】
前記サイドメンバアウタパネル側の凹状段部における前記立壁の壁面であって、前記ルーフパネル側の凹状段部における前記立壁を前記車幅方向の外側より支持する壁面の延在方向が、自動車車体の焼き付け塗装工程における前記ルーフパネルからの熱荷重の負荷方向あるいは前記ルーフパネルの熱膨張によるズレ変形の方向に対して、正対する方向である請求項１または２に記載のアルミニウム合金製ルーフパネルの取り付け構造。
【請求項４】
前記サイドメンバアウタパネル側の凹状段部における前記立壁と前記ルーフパネル側の凹状段部における前記立壁とを互いに接触させた状態で、前記ルーフパネル側の凹状段部を相対応する前記サイドメンバアウタパネル側の凹状段部に重ね合わせた請求項１乃至３のいずれか１項に記載のアルミニウム合金製ルーフパネルの取り付け構造。
【請求項５】
前記サイドメンバアウタパネル側の凹状段部と、前記ルーフパネル側の凹状段部とが、各々の前記フランジの車体前後方向に亘って間隔をあけて複数個配置されているか、前記フランジの車体前後方向に亘って一体に延在する樋状に形成されている請求項１乃至４のいずれか１項に記載のアルミニウム合金製ルーフパネルの取り付け構造。
【請求項６】
前記アルミニウム合金製ルーフパネルのフランジと、前記サイドメンバアウタパネルのフランジとが熱硬化型接着樹脂によって接合されている請求項１乃至５のいずれか１項に記載のアルミニウム合金製ルーフパネルの取り付け構造。
【請求項７】
前記サイドメンバアウタパネルに加えて、前記鋼製サイドパネルを構成するルーフサイドレールの車幅方向の内側に設けた平坦なフランジにも、あるいは、更に前記鋼製サイドパネルを構成するサイドメンバインナパネルの車幅方向の内側に設けた平坦なフランジにも、これら互いの前記フランジに、立壁を有する凹状段部を、前記サイドメンバアウタパネル側の凹状段部に相対応する各位置と大きさに、成形によって一体に設け、これらの凹状段部を前記サイドメンバアウタパネルの凹状段部に下側から各々重ね合せた請求項１乃至６のいずれか１項に記載のアルミニウム合金製ルーフパネルの取り付け構造。
【請求項１】
自動車車体におけるアルミニウム合金製ルーフパネルの鋼製サイドパネルへの取り付け構造であって、前記ルーフパネルの車幅方向の両端を折り曲げて、立壁とこれに続く平坦なフランジとからなる側縁部を構成する一方、車幅方向の両側にあって前記鋼製サイドパネルを構成するサイドメンバアウタパネルの車幅方向の内側端部も折り曲げて、立壁とこれに続く平坦なフランジとからなる側縁部を構成し、これら互いの前記フランジに、立壁を有する凹状段部を、これら互いの凹状段部同士が相対応する各位置であって、車幅方向と車体前後方向とに亘って延在するよう、成形によって一体に各々設け、前記サイドメンバアウタパネル側の凹状段部における前記立壁が前記ルーフパネル側の凹状段部における前記立壁を車幅方向の外側より支持するよう、前記ルーフパネル側の凹状段部を相対応する前記サイドメンバアウタパネル側の凹状段部に重ね合わせ、その上で互いの前記フランジ同士が接合されていることを特徴とするアルミニウム合金製ルーフパネルの取り付け構造。
【請求項２】
前記サイドメンバアウタパネル側の凹状段部における前記立壁の高さと、前記ルーフパネル側の凹状段部における前記立壁の高さとが、前記ルーフパネルの板厚の１.２倍〜３．０倍の範囲の高さを有する請求項１に記載のアルミニウム合金製ルーフパネルの取り付け構造。
【請求項３】
前記サイドメンバアウタパネル側の凹状段部における前記立壁の壁面であって、前記ルーフパネル側の凹状段部における前記立壁を前記車幅方向の外側より支持する壁面の延在方向が、自動車車体の焼き付け塗装工程における前記ルーフパネルからの熱荷重の負荷方向あるいは前記ルーフパネルの熱膨張によるズレ変形の方向に対して、正対する方向である請求項１または２に記載のアルミニウム合金製ルーフパネルの取り付け構造。
【請求項４】
前記サイドメンバアウタパネル側の凹状段部における前記立壁と前記ルーフパネル側の凹状段部における前記立壁とを互いに接触させた状態で、前記ルーフパネル側の凹状段部を相対応する前記サイドメンバアウタパネル側の凹状段部に重ね合わせた請求項１乃至３のいずれか１項に記載のアルミニウム合金製ルーフパネルの取り付け構造。
【請求項５】
前記サイドメンバアウタパネル側の凹状段部と、前記ルーフパネル側の凹状段部とが、各々の前記フランジの車体前後方向に亘って間隔をあけて複数個配置されているか、前記フランジの車体前後方向に亘って一体に延在する樋状に形成されている請求項１乃至４のいずれか１項に記載のアルミニウム合金製ルーフパネルの取り付け構造。
【請求項６】
前記アルミニウム合金製ルーフパネルのフランジと、前記サイドメンバアウタパネルのフランジとが熱硬化型接着樹脂によって接合されている請求項１乃至５のいずれか１項に記載のアルミニウム合金製ルーフパネルの取り付け構造。
【請求項７】
前記サイドメンバアウタパネルに加えて、前記鋼製サイドパネルを構成するルーフサイドレールの車幅方向の内側に設けた平坦なフランジにも、あるいは、更に前記鋼製サイドパネルを構成するサイドメンバインナパネルの車幅方向の内側に設けた平坦なフランジにも、これら互いの前記フランジに、立壁を有する凹状段部を、前記サイドメンバアウタパネル側の凹状段部に相対応する各位置と大きさに、成形によって一体に設け、これらの凹状段部を前記サイドメンバアウタパネルの凹状段部に下側から各々重ね合せた請求項１乃至６のいずれか１項に記載のアルミニウム合金製ルーフパネルの取り付け構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
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【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
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【公開番号】特開２０１２−２１４１１２（Ｐ２０１２−２１４１１２Ａ）
【公開日】平成２４年１１月８日（２０１２．１１．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−８０４３１（Ｐ２０１１−８０４３１）
【出願日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【出願人】（０００００１１９９）株式会社神戸製鋼所 (5,860)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月８日（２０１２．１１．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【出願人】（０００００１１９９）株式会社神戸製鋼所 (5,860)
【Ｆターム（参考）】
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