車両用ルーフ構造
【課題】ルーフパネルの熱膨張を許容すると共に、ＮＶ性能を満足させることができる車両用ルーフ構造を得る。
【解決手段】ルーフパネル３０の車両前方側及び車両後方側には溝部３４、３６が車幅方向の全域に亘って形成され、当該溝部３４、３６を中心にルーフパネル３０が弾性変形し易くなっている。これにより、ルーフパネル３０の振動を２次モードとすることができ、１次モードの場合よりも当該振動を小さくすることができる。一方、クッションゴム３２はルーフパネル３０に接合されており、ルーフリインフォース１８には接合されていない。このため、高温環境下において、ルーフパネル３０が車両側面視で車両上方へ向かって膨らもうとした場合、当該ルーフリインフォース１８によってルーフパネル３０の熱膨張が拘束されることはない。したがって、本実施形態によれば、ルーフパネル３０の熱膨張を許容すると共に、ＮＶ性能を満足させることができる。
【解決手段】ルーフパネル３０の車両前方側及び車両後方側には溝部３４、３６が車幅方向の全域に亘って形成され、当該溝部３４、３６を中心にルーフパネル３０が弾性変形し易くなっている。これにより、ルーフパネル３０の振動を２次モードとすることができ、１次モードの場合よりも当該振動を小さくすることができる。一方、クッションゴム３２はルーフパネル３０に接合されており、ルーフリインフォース１８には接合されていない。このため、高温環境下において、ルーフパネル３０が車両側面視で車両上方へ向かって膨らもうとした場合、当該ルーフリインフォース１８によってルーフパネル３０の熱膨張が拘束されることはない。したがって、本実施形態によれば、ルーフパネル３０の熱膨張を許容すると共に、ＮＶ性能を満足させることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ルーフパネルの車両前端部及び後端部以外の部分に、車幅方向に沿ってルーフリインフォースが設けられた車両用ルーフ構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
ルーフパネルの車幅方向の両側には、車両前後方向に沿ってルーフサイドレールがそれぞれ延設されており、ルーフパネルの車両前端部及び後端部には、車幅方向に沿ってフロントヘッダ及びリアヘッダがそれぞれ延設されている。そして、これらのルーフサイドレール、フロントヘッダ及びリアヘッダに当該ルーフパネルが接合されている。
【０００３】
ここで、ルーフパネルの車両前後方向の中央部に、車幅方向に沿ってセンタルーフリインフォースを延設し、フロントヘッダ及びリアヘッダに加え、当該センタルーフリインフォースにもルーフパネルを接合させることで、車両走行時のルーフパネルの振動モードを２次モードとすることができる。つまり、これによると、ルーフパネルが車両前端部及び後端部でしか結合されていない場合（１次モード）と比較して、ルーフパネルの振動を小さくすることができ、ＮＶ性能を向上させることができる。
【０００４】
一方、ルーフパネルを樹脂で成形した場合、樹脂の熱膨張率は鋼板よりも大きいため、ルーフパネルが熱膨張すると、車両上方へ向かって膨らんでしまう。したがって、センタルーフリインフォースにルーフパネルを接合させた場合、ルーフパネルが熱膨張すると、車両側面視で２つのコブが形成されることとなり、見栄えが悪く、意匠上の観点から好ましくない。ここで、下記特許文献１には、ルーフパネルの熱膨張を許容する技術が開示されているが、ルーフパネルの熱膨張を許容する構成にすると、ＮＶ性能を満足させることができなくなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−８３２４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記事実を考慮し、ルーフパネルの熱膨張を許容すると共に、ＮＶ性能を満足させることができる車両用ルーフ構造を得ることが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１記載の本発明に係る車両用ルーフ構造は、樹脂製のルーフパネルと、前記ルーフパネルが接合された車両骨格部材のルーフ前端部とルーフ後端部の間に設けられ、車幅方向に沿って延設されたルーフリインフォースと、前記ルーフリインフォースと前記ルーフパネルとの間に介在され、当該ルーフパネルに接合された弾性部材と、前記ルーフリインフォースを基準にして、前記ルーフパネルの車両前方側及び車両後方側の少なくとも一方に形成され、当該ルーフパネルの他の部分よりも脆弱化された脆弱部と、を有している。
【０００８】
請求項１記載の本発明に係る車両用ルーフ構造では、樹脂製のルーフパネルは、車両骨格部材のルーフ前端部とルーフ後端部に接合されており、当該ルーフ前端部とルーフ後端部の間には、ルーフリインフォースが車幅方向に沿って延設されている。このルーフリインフォースとルーフパネルとの間には、ルーフパネルに接合された弾性部材が介在している。つまり、ルーフパネルは、ルーフ前端部、ルーフ後端部及び弾性部材を介してルーフリインフォースに支持されている。
【０００９】
そして、ルーフリインフォースを基準にして、ルーフパネルの車両前方側及び車両後方側の少なくとも一方には、当該ルーフパネルの他の部分よりも脆弱化された脆弱部が設けられている。脆弱部はルーフパネルの他の部分よりも変形し易くなっているため、車両走行時、脆弱部が変形することで、ルーフパネルとルーフリインフォースとの間は弾性部材を介してルーフパネルがルーフリインフォースに支持された状態が維持され、この部分が振動波形の節となる。したがって、ルーフパネルの振動を２次モードとすることができる。これにより、ルーフパネルが車両前端部及び後端部でしか結合されていない場合（１次モード）と比較して、ルーフパネルの振動を小さくすることができ、ＮＶ性能を向上させることができる。
【００１０】
一方、弾性部材はルーフパネルに接合されており、ルーフリインフォースには接合されていない。このため、高温環境下において、樹脂製のルーフパネルが熱膨張により、車両側面視で車両上方へ向かって膨らもうとした場合、ルーフリインフォースによって当該ルーフパネルの熱膨張が拘束されることはない。つまり、ルーフパネルの熱膨張は許容されることとなる。したがって、ルーフパネルが熱膨張した場合、当該ルーフパネルは、車両側面視で１つの緩やかな凸状の曲線を描くこととなり、ルーフパネルに複数のコブが形成されるなど、意匠上の問題は生じない。
【００１１】
請求項２に記載の本発明の車両ルーフ構造は、請求項１に記載の車両用ルーフ構造において、前記脆弱部が前記ルーフパネルの他の部分よりも肉厚が薄い薄肉部である。
【００１２】
請求項２に記載の本発明の車両ルーフ構造では、ルーフパネルの他の部分よりも肉厚が薄い薄肉部によって脆弱部を形成することで、例えば、二色成形によって樹脂材料を変えることで部分的に脆弱部を形成する場合と比較して、成形時の工程が削減される。
【００１３】
請求項３に記載の本発明の車両ルーフ構造は、請求項２に記載の車両用ルーフ構造において、前記薄肉部が平面視で山部を形成し、かつ車幅方向に沿って形成されている。
【００１４】
請求項３に記載の本発明の車両ルーフ構造では、薄肉部が平面視で山部を形成し、かつ車幅方向に沿って形成されることで、薄肉部が単に車幅方向に沿って直線状又は円弧状に形成された場合と比較して、ルーフパネルの変形時、当該薄肉部に作用する応力集中を分散させることができる。
【００１５】
請求項４に記載の本発明の車両ルーフ構造は、請求項３に記載の車両用ルーフ構造において、前記薄肉部の山部が周期的に複数設けられている。
【００１６】
請求項４に記載の本発明の車両ルーフ構造では、薄肉部の山部が周期的に複数設けられることで、ルーフパネルの変形時、当該薄肉部に作用する応力集中をさらに分散させることができる。
【００１７】
請求項５に記載の本発明の車両ルーフ構造は、請求項２〜４の何れか１項に記載の車両用ルーフ構造において、前記薄肉部が車両幅方向の全域に亘って形成されている。
【００１８】
請求項５に記載の本発明の車両ルーフ構造では、薄肉部が車両幅方向の全域に亘って形成されることで、寒冷地において、ルーフパネルの内面側で結露が発生した場合、結露によって生じた水滴が当該薄肉部を介して車両側部側へ案内されることとなる。したがって、当該水滴がルーフパネルの車両前端部へ移動することを防止することができる。車室内の天井部の前端部には電装品が設けられているが、この電装品への水滴の落下を防止することができる。
【発明の効果】
【００１９】
以上説明したように、請求項１記載の本発明に係る車両用ルーフ構造は、ルーフパネルの熱膨張を許容すると共に、ＮＶ性能を満足させることができるという優れた効果を有する。
【００２０】
請求項２記載の本発明に係る車両用ルーフ構造では、コストダウンを図ることができる。
【００２１】
請求項３記載の本発明に係る車両用ルーフ構造は、ルーフパネルの弾性変形を可能にすると共に、ルーフパネルの耐久性を向上させることができるという優れた効果を有する。
【００２２】
請求項４記載の本発明に係る車両用ルーフ構造は、ルーフパネルの弾性変形を可能にすると共に、ルーフパネルの耐久性をさらに向上させることができるという優れた効果を有する。
【００２３】
請求項５記載の本発明に係る車両用ルーフ構造は、電装品の機能損傷を防ぐことができるという優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本実施形態に係る車両用ルーフ構造を示す縦断面であり、常温状態を実線で示し、ルーフパネルが熱膨張した状態を仮想線で示している。
【図２】本実施形態に係る車両用ルーフ構造を示す縦断面であり、非走行時の状態を実線で示し、走行時の状態を仮想線で示している。
【図３】図１の要部拡大図である。
【図４】本実施形態に係る車両用ルーフ構造のルーフパネルを示す斜視図である。
【図５】図２の要部拡大図である。
【図６】図４のルーフパネルの比較例を示す斜視図である。
【図７】本実施形態に係る車両用ルーフ構造が適用された車両を示す斜視図である。
【図８】本実施形態に係る車両用ルーフ構造のルーフパネルの変形例であり、（Ａ）はその他の実施形態（１）、（Ｂ）はその他の実施形態（２）を示す斜視図である。
【図９】本実施形態に係る車両用ルーフ構造のルーフパネルの変形例であり、（Ａ）、（Ｂ）はその他の実施形態（３）を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図１〜図７を用いて、本発明に係る車両用ルーフ構造の一実施形態について説明する。なお、図中矢印ＦＲは車両前後方向の前方向を示し、矢印ＵＰは車両上下方向の上方向を示す。また、矢印ＩＮは車幅方向内側を示し、矢印ＯＵＴは車幅方向外側を示す。
【００２６】
（車両用ルーフ構造の構成）
図７に示されるように、車両用ルーフ構造１０の車幅方向の両端部には、左右一対のルーフサイドレール１２が車両前後方向に沿って延設されている。また、車両用ルーフ構造１０の車両前後方向の前端部及び後端部には、図１（車両用ルーフ構造１０の車幅方向の中央部での縦断面である）に示される車両骨格部材としてのフロントヘッダ（ルーフ前端部）１４及びリアヘッダ（ルーフ後端部）１６が車幅方向に沿って一対のルーフサイドレール１２間に延設されている。
【００２７】
このフロントヘッダ１４とリアヘッダ１６の車両前後方向の略中央部には、ルーフリインフォース１８が、図７に示されるように、車幅方向に沿ってルーフサイドレール１２間に延設されている。このルーフリインフォース１８は鉄鋼やアルミニウム等の金属材で形成されており、上ハーフ２０と下ハーフ２２（図３参照；図３は図１の要部拡大図である）とで構成されている。
【００２８】
上ハーフ２０及び下ハーフ２２は、長手方向（車幅方向）に直交する断面視で略ハット形状を成すハット部２４が車両前後方向に沿って２つ連なって形成されている。この上ハーフ２０と下ハーフ２２との間に空間を設けるようにして、上ハーフ２０及び下ハーフ２２のハット部２４のフランジ２６を互いに当接させ、接合された状態で閉断面構造が形成されている。
【００２９】
ここで、フロントヘッダ１４、リアヘッダ１６及びルーフサイドレール１２には、マスチック２８などの接着剤を介してルーフパネル３０が接合されている。そして、ルーフパネル３０のルーフリインフォース１８と対向する位置には、図７に示されるように、車幅方向に沿って所定の間隔で４箇所、略円柱状（略角柱状でも良い）のクッションゴム（弾性部材）３２が接合されている。そして、このクッションゴム３２は、図１及び図３に示されるように、ルーフリインフォース１８の上ハーフ２０のハット部２４の上面２０Ａに接触（圧接）している。なお、ルーフパネル３０とルーフリインフォース１８との間には、予め隙間が設けられており、クッションゴム３２はこの隙間を埋める高さに設定されている。
【００３０】
一方、ルーフリインフォース１８を基準にして、ルーフパネル３０の車両前方側及び車両後方側には、断面形状が円弧状を成し、平面視で略正弦波形状を成す溝部（脆弱部）３４、３６が、かつ車幅方向の全域に亘って形成されている。そして、図４に示されるように、溝部３４、３６の山部３８、４０及び谷部４２、４４は同じ周期で複数回繰り返されており、山部３８、４０及び谷部４２、４４の折返し部（頂部）はＲ状に形成されている。また、ここでは溝部３４と溝部３６の波形の振幅及び位相が略同じになるように設定されている。
【００３１】
（車両用ルーフ構造の作用・効果）
次に、本実施形態に係る車両ルーフ構造の作用・効果について説明する。
【００３２】
図１に示されるように、本実施形態では、フロントヘッダ１４とリアヘッダ１６の車両前後方向の略中央部には、ルーフリインフォース１８が設けられ、ルーフパネル３０は、ルーフサイドレール１２（図７参照）、フロントヘッダ１４、リアヘッダ１６に加えて、クッションゴム３２を介してルーフリインフォース１８に支持されている。
【００３３】
そして、このルーフリインフォース１８を基準にして、ルーフパネル３０の車両前方側及び車両後方側には、図４に示されるように、略正弦波形状を成す溝部３４、３６が車幅方向の全域に亘って形成されている。溝部３４、３６が形成された部分はルーフパネル３０の他の部分よりも薄肉となっており脆弱化している。このため、当該ルーフパネル３０では、図２及び図５（図５は図１の要部拡大図である）に示されるように、溝部３４、３６を中心にルーフパネル３０が弾性変形（仮想線で示す）し易くなっている。
【００３４】
したがって、車両走行時、溝部３４、３６を中心にルーフパネル３０が弾性変形することで、ルーフパネル３０とルーフリインフォース１８との間はクッションゴム３２を介してルーフパネル３０がルーフリインフォース１８に支持された状態が維持され、この部分が振動波形の節Ｑとなる。つまり、ルーフパネル３０の振動を２次モードとすることができる。これにより、ルーフパネル３０が車両前端部及び後端部でしか結合されていない場合（１次モード）と比較して、ルーフパネル３０の振動を小さくすることができ、ＮＶ性能を向上させることができる。
【００３５】
また、図４に示されるように、溝部３４、３６が山部３８、４０と谷部４２、４４を有する略正弦波形状を成し、かつ車幅方向の全域に亘って形成されることで、図６に示されるように、溝部３９が単に車幅方向に沿って直線状（又は円弧状）に形成された場合と比較して、ルーフパネル３０の変形時、当該溝部３９に作用する応力集中を分散させることができる。つまり、図４に示されるように、溝部３４、３６が略正弦波形状を成すことで、ルーフパネル３０の弾性変形を可能にすると共に、ルーフパネル３０の耐久性を向上させることができる。なお、図６に示される構成を適用しても良いのは勿論のことである。
【００３６】
一方、クッションゴム３２はルーフパネル３０に接合されており、ルーフリインフォース１８には接合されていない。このため、高温環境下において、図１及び図３に示されるように、樹脂製のルーフパネル３０が熱膨張により、車両側面視で車両上方へ向かって膨らもうとした場合（仮想線で示す）、ルーフリインフォース１８によって当該ルーフパネル３０の熱膨張が拘束されることはない。つまり、ルーフパネル３０の熱膨張は許容されることとなる。したがって、ルーフパネル３０が熱膨張した場合、当該ルーフパネル３０は、車両側面視で１つの緩やかな凸状の曲線を描くこととなり、ルーフパネル３０に複数のコブが形成されるなど、意匠上の問題は生じない。
【００３７】
つまり、本実施形態によれば、ルーフパネル３０の熱膨張を許容すると共に、ＮＶ性能を満足させることができる。
【００３８】
また、ここでは、図４に示されるように、溝部３４、３６が車両幅方向の全域に亘って形成されている。寒冷地において、ルーフパネル３０の内面側で結露が発生する場合があるが、この場合、結露によって生じた水滴が当該溝部３４、３６を介して車両側部側へ案内されることとなる。したがって、当該水滴がルーフパネル３０の車両前端部へ移動することを防止することができる。車室内の天井部３１の前端部には電装品が設けられているが、当該電装品への水滴の落下を防止することができ、電装品の機能損傷を防ぐことができる。
【００３９】
（その他の実施形態）
なお、ここでは、図４に示されるように、溝部３４、３６の断面形状が円弧状を成し、当該溝部３４、３６が平面視で略正弦波形状に形成され、溝部３４、３６の山部３８、４０と谷部４２、４４の折返し部（頂部）はＲ状に形成されているが、溝部３４、３６の形状はこれに限るものではない。
【００４０】
（１）例えば、図８（Ａ）に示されるように、断面形状が略矩形状であり平面視で略三角波形状を成す溝部４６、４８が形成されても良い。ここでは、溝部４６、４８の山部５０、５２及び谷部５４、５６の折返し部が角状に形成され、溝部３４、３６の周期よりも溝部４６、４８の周期が長く設定されると共に振幅が大きくなるように設定され、山部５０、５２及び谷部５４、５６が複数回繰り返されている。
【００４１】
なお、図示はしないが、溝部の周期を短くして山部及び谷部が５回以上繰り返されるようにしても良いし、勿論、山部が1つ設けられた形状であっても良い。また、ルーフパネル３０の車両前方側の溝部４６と車両後方側の溝部４８とで同位相となるように形成したが、逆位相となるように形成しても良く、また、溝部４６と溝部４８とで位相をずらしても良い。
【００４２】
（２）また、これ以外にも、図８（Ｂ）に示されるように、溝部６０、６２が略矩形波形状を成すように形成されても良い。この場合、山部６４、６６及び谷部６８、７０の折返し部は直線状に形成される。また、ここでは、ルーフパネル３０の車幅方向の両端側よりも中央側の溝部６０、６２の波形の振幅を大きくしているが、溝部６０、６２の波形の振幅は同じであっても良い。また、この溝部６０、６２が略台形波形状を成すように形成されても良い。
【００４３】
（３）さらに、上記の構成では、正弦波形状又は三角波形状などにより同じ形状が周期的に繰り返されるというように設定したが、図９（Ａ）に示されるように、異なる形状で車両前後方向に沿って振幅する溝部７２、７４を形成しても良い。また、この場合、車幅方向の中心線Ｐを基準にして線対称となるようにしても良いし、図９（Ｂ）に示されるように、非線対称となるように溝部７６、７８を形成しても良い。
【００４４】
（本実施形態の補足説明）
本実施形態では、図４に示されるように、脆弱部として溝部３４、３６を形成し薄肉部を設けたが、ルーフパネル３０において、弾性変形し易い部分を設けることができれば良いため、これに限るものではない。例えば、二色成形によって樹脂材料を変えることで部分的に脆弱部を形成しても良い。また、溝部３４、３６の断面形状については特に規定するものではなく、円弧状であっても矩形状であっても良い。
【００４５】
また、必ずしも溝部３４が車両幅方向の全域に亘って形成される必要はなく、車幅方向の中央部のみに形成されても良い。また、ルーフリインフォース１８を基準にして、ルーフパネル３０の車両前方側及び車両後方側に溝部３４、３６を形成するようにしたが、当該ルーフパネル３０において、弾性変形し易い領域を形成することでルーフパネル３０の振動を小さくすることができるため、ルーフパネル３０の車両前方側又は車両後方側のみに溝部３４を形成しても良い。
【００４６】
なお、ここでは、円柱状のクッションゴム３２を車幅方向に沿って４箇所設けたが、これらのクッションゴム３２は等間隔に配置される必要はない。また、このクッションゴム３２は車幅方向に沿って３箇所に設けるようにしても良く、さらに、当該クッションゴムがルーフパネル３０の車幅方向の全域に亘って設けられても良い。
【００４７】
さらに、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得ることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００４８】
１０ 車両用ルーフ構造
１４ フロントヘッダ（ルーフ前端部）
１６ リアヘッダ（ルーフ後端部）
１８ ルーフリインフォース
３０ ルーフパネル
３２ クッションゴム（弾性部材）
３４ 溝部（薄肉部、脆弱部）
３６ 溝部（薄肉部、脆弱部）
３８ 山部
３９ 溝部（薄肉部、脆弱部）
４０ 山部
４６ 溝部（薄肉部、脆弱部）
４８ 溝部（薄肉部、脆弱部）
５０ 山部
５２ 山部
６０ 溝部（薄肉部、脆弱部）
６２ 溝部（薄肉部、脆弱部）
６４ 山部
６６ 山部
７２ 溝部（薄肉部、脆弱部）
７４ 溝部（薄肉部、脆弱部）
７６ 溝部（薄肉部、脆弱部）
７８ 溝部（薄肉部、脆弱部）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ルーフパネルの車両前端部及び後端部以外の部分に、車幅方向に沿ってルーフリインフォースが設けられた車両用ルーフ構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
ルーフパネルの車幅方向の両側には、車両前後方向に沿ってルーフサイドレールがそれぞれ延設されており、ルーフパネルの車両前端部及び後端部には、車幅方向に沿ってフロントヘッダ及びリアヘッダがそれぞれ延設されている。そして、これらのルーフサイドレール、フロントヘッダ及びリアヘッダに当該ルーフパネルが接合されている。
【０００３】
ここで、ルーフパネルの車両前後方向の中央部に、車幅方向に沿ってセンタルーフリインフォースを延設し、フロントヘッダ及びリアヘッダに加え、当該センタルーフリインフォースにもルーフパネルを接合させることで、車両走行時のルーフパネルの振動モードを２次モードとすることができる。つまり、これによると、ルーフパネルが車両前端部及び後端部でしか結合されていない場合（１次モード）と比較して、ルーフパネルの振動を小さくすることができ、ＮＶ性能を向上させることができる。
【０００４】
一方、ルーフパネルを樹脂で成形した場合、樹脂の熱膨張率は鋼板よりも大きいため、ルーフパネルが熱膨張すると、車両上方へ向かって膨らんでしまう。したがって、センタルーフリインフォースにルーフパネルを接合させた場合、ルーフパネルが熱膨張すると、車両側面視で２つのコブが形成されることとなり、見栄えが悪く、意匠上の観点から好ましくない。ここで、下記特許文献１には、ルーフパネルの熱膨張を許容する技術が開示されているが、ルーフパネルの熱膨張を許容する構成にすると、ＮＶ性能を満足させることができなくなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−８３２４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記事実を考慮し、ルーフパネルの熱膨張を許容すると共に、ＮＶ性能を満足させることができる車両用ルーフ構造を得ることが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１記載の本発明に係る車両用ルーフ構造は、樹脂製のルーフパネルと、前記ルーフパネルが接合された車両骨格部材のルーフ前端部とルーフ後端部の間に設けられ、車幅方向に沿って延設されたルーフリインフォースと、前記ルーフリインフォースと前記ルーフパネルとの間に介在され、当該ルーフパネルに接合された弾性部材と、前記ルーフリインフォースを基準にして、前記ルーフパネルの車両前方側及び車両後方側の少なくとも一方に形成され、当該ルーフパネルの他の部分よりも脆弱化された脆弱部と、を有している。
【０００８】
請求項１記載の本発明に係る車両用ルーフ構造では、樹脂製のルーフパネルは、車両骨格部材のルーフ前端部とルーフ後端部に接合されており、当該ルーフ前端部とルーフ後端部の間には、ルーフリインフォースが車幅方向に沿って延設されている。このルーフリインフォースとルーフパネルとの間には、ルーフパネルに接合された弾性部材が介在している。つまり、ルーフパネルは、ルーフ前端部、ルーフ後端部及び弾性部材を介してルーフリインフォースに支持されている。
【０００９】
そして、ルーフリインフォースを基準にして、ルーフパネルの車両前方側及び車両後方側の少なくとも一方には、当該ルーフパネルの他の部分よりも脆弱化された脆弱部が設けられている。脆弱部はルーフパネルの他の部分よりも変形し易くなっているため、車両走行時、脆弱部が変形することで、ルーフパネルとルーフリインフォースとの間は弾性部材を介してルーフパネルがルーフリインフォースに支持された状態が維持され、この部分が振動波形の節となる。したがって、ルーフパネルの振動を２次モードとすることができる。これにより、ルーフパネルが車両前端部及び後端部でしか結合されていない場合（１次モード）と比較して、ルーフパネルの振動を小さくすることができ、ＮＶ性能を向上させることができる。
【００１０】
一方、弾性部材はルーフパネルに接合されており、ルーフリインフォースには接合されていない。このため、高温環境下において、樹脂製のルーフパネルが熱膨張により、車両側面視で車両上方へ向かって膨らもうとした場合、ルーフリインフォースによって当該ルーフパネルの熱膨張が拘束されることはない。つまり、ルーフパネルの熱膨張は許容されることとなる。したがって、ルーフパネルが熱膨張した場合、当該ルーフパネルは、車両側面視で１つの緩やかな凸状の曲線を描くこととなり、ルーフパネルに複数のコブが形成されるなど、意匠上の問題は生じない。
【００１１】
請求項２に記載の本発明の車両ルーフ構造は、請求項１に記載の車両用ルーフ構造において、前記脆弱部が前記ルーフパネルの他の部分よりも肉厚が薄い薄肉部である。
【００１２】
請求項２に記載の本発明の車両ルーフ構造では、ルーフパネルの他の部分よりも肉厚が薄い薄肉部によって脆弱部を形成することで、例えば、二色成形によって樹脂材料を変えることで部分的に脆弱部を形成する場合と比較して、成形時の工程が削減される。
【００１３】
請求項３に記載の本発明の車両ルーフ構造は、請求項２に記載の車両用ルーフ構造において、前記薄肉部が平面視で山部を形成し、かつ車幅方向に沿って形成されている。
【００１４】
請求項３に記載の本発明の車両ルーフ構造では、薄肉部が平面視で山部を形成し、かつ車幅方向に沿って形成されることで、薄肉部が単に車幅方向に沿って直線状又は円弧状に形成された場合と比較して、ルーフパネルの変形時、当該薄肉部に作用する応力集中を分散させることができる。
【００１５】
請求項４に記載の本発明の車両ルーフ構造は、請求項３に記載の車両用ルーフ構造において、前記薄肉部の山部が周期的に複数設けられている。
【００１６】
請求項４に記載の本発明の車両ルーフ構造では、薄肉部の山部が周期的に複数設けられることで、ルーフパネルの変形時、当該薄肉部に作用する応力集中をさらに分散させることができる。
【００１７】
請求項５に記載の本発明の車両ルーフ構造は、請求項２〜４の何れか１項に記載の車両用ルーフ構造において、前記薄肉部が車両幅方向の全域に亘って形成されている。
【００１８】
請求項５に記載の本発明の車両ルーフ構造では、薄肉部が車両幅方向の全域に亘って形成されることで、寒冷地において、ルーフパネルの内面側で結露が発生した場合、結露によって生じた水滴が当該薄肉部を介して車両側部側へ案内されることとなる。したがって、当該水滴がルーフパネルの車両前端部へ移動することを防止することができる。車室内の天井部の前端部には電装品が設けられているが、この電装品への水滴の落下を防止することができる。
【発明の効果】
【００１９】
以上説明したように、請求項１記載の本発明に係る車両用ルーフ構造は、ルーフパネルの熱膨張を許容すると共に、ＮＶ性能を満足させることができるという優れた効果を有する。
【００２０】
請求項２記載の本発明に係る車両用ルーフ構造では、コストダウンを図ることができる。
【００２１】
請求項３記載の本発明に係る車両用ルーフ構造は、ルーフパネルの弾性変形を可能にすると共に、ルーフパネルの耐久性を向上させることができるという優れた効果を有する。
【００２２】
請求項４記載の本発明に係る車両用ルーフ構造は、ルーフパネルの弾性変形を可能にすると共に、ルーフパネルの耐久性をさらに向上させることができるという優れた効果を有する。
【００２３】
請求項５記載の本発明に係る車両用ルーフ構造は、電装品の機能損傷を防ぐことができるという優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本実施形態に係る車両用ルーフ構造を示す縦断面であり、常温状態を実線で示し、ルーフパネルが熱膨張した状態を仮想線で示している。
【図２】本実施形態に係る車両用ルーフ構造を示す縦断面であり、非走行時の状態を実線で示し、走行時の状態を仮想線で示している。
【図３】図１の要部拡大図である。
【図４】本実施形態に係る車両用ルーフ構造のルーフパネルを示す斜視図である。
【図５】図２の要部拡大図である。
【図６】図４のルーフパネルの比較例を示す斜視図である。
【図７】本実施形態に係る車両用ルーフ構造が適用された車両を示す斜視図である。
【図８】本実施形態に係る車両用ルーフ構造のルーフパネルの変形例であり、（Ａ）はその他の実施形態（１）、（Ｂ）はその他の実施形態（２）を示す斜視図である。
【図９】本実施形態に係る車両用ルーフ構造のルーフパネルの変形例であり、（Ａ）、（Ｂ）はその他の実施形態（３）を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図１〜図７を用いて、本発明に係る車両用ルーフ構造の一実施形態について説明する。なお、図中矢印ＦＲは車両前後方向の前方向を示し、矢印ＵＰは車両上下方向の上方向を示す。また、矢印ＩＮは車幅方向内側を示し、矢印ＯＵＴは車幅方向外側を示す。
【００２６】
（車両用ルーフ構造の構成）
図７に示されるように、車両用ルーフ構造１０の車幅方向の両端部には、左右一対のルーフサイドレール１２が車両前後方向に沿って延設されている。また、車両用ルーフ構造１０の車両前後方向の前端部及び後端部には、図１（車両用ルーフ構造１０の車幅方向の中央部での縦断面である）に示される車両骨格部材としてのフロントヘッダ（ルーフ前端部）１４及びリアヘッダ（ルーフ後端部）１６が車幅方向に沿って一対のルーフサイドレール１２間に延設されている。
【００２７】
このフロントヘッダ１４とリアヘッダ１６の車両前後方向の略中央部には、ルーフリインフォース１８が、図７に示されるように、車幅方向に沿ってルーフサイドレール１２間に延設されている。このルーフリインフォース１８は鉄鋼やアルミニウム等の金属材で形成されており、上ハーフ２０と下ハーフ２２（図３参照；図３は図１の要部拡大図である）とで構成されている。
【００２８】
上ハーフ２０及び下ハーフ２２は、長手方向（車幅方向）に直交する断面視で略ハット形状を成すハット部２４が車両前後方向に沿って２つ連なって形成されている。この上ハーフ２０と下ハーフ２２との間に空間を設けるようにして、上ハーフ２０及び下ハーフ２２のハット部２４のフランジ２６を互いに当接させ、接合された状態で閉断面構造が形成されている。
【００２９】
ここで、フロントヘッダ１４、リアヘッダ１６及びルーフサイドレール１２には、マスチック２８などの接着剤を介してルーフパネル３０が接合されている。そして、ルーフパネル３０のルーフリインフォース１８と対向する位置には、図７に示されるように、車幅方向に沿って所定の間隔で４箇所、略円柱状（略角柱状でも良い）のクッションゴム（弾性部材）３２が接合されている。そして、このクッションゴム３２は、図１及び図３に示されるように、ルーフリインフォース１８の上ハーフ２０のハット部２４の上面２０Ａに接触（圧接）している。なお、ルーフパネル３０とルーフリインフォース１８との間には、予め隙間が設けられており、クッションゴム３２はこの隙間を埋める高さに設定されている。
【００３０】
一方、ルーフリインフォース１８を基準にして、ルーフパネル３０の車両前方側及び車両後方側には、断面形状が円弧状を成し、平面視で略正弦波形状を成す溝部（脆弱部）３４、３６が、かつ車幅方向の全域に亘って形成されている。そして、図４に示されるように、溝部３４、３６の山部３８、４０及び谷部４２、４４は同じ周期で複数回繰り返されており、山部３８、４０及び谷部４２、４４の折返し部（頂部）はＲ状に形成されている。また、ここでは溝部３４と溝部３６の波形の振幅及び位相が略同じになるように設定されている。
【００３１】
（車両用ルーフ構造の作用・効果）
次に、本実施形態に係る車両ルーフ構造の作用・効果について説明する。
【００３２】
図１に示されるように、本実施形態では、フロントヘッダ１４とリアヘッダ１６の車両前後方向の略中央部には、ルーフリインフォース１８が設けられ、ルーフパネル３０は、ルーフサイドレール１２（図７参照）、フロントヘッダ１４、リアヘッダ１６に加えて、クッションゴム３２を介してルーフリインフォース１８に支持されている。
【００３３】
そして、このルーフリインフォース１８を基準にして、ルーフパネル３０の車両前方側及び車両後方側には、図４に示されるように、略正弦波形状を成す溝部３４、３６が車幅方向の全域に亘って形成されている。溝部３４、３６が形成された部分はルーフパネル３０の他の部分よりも薄肉となっており脆弱化している。このため、当該ルーフパネル３０では、図２及び図５（図５は図１の要部拡大図である）に示されるように、溝部３４、３６を中心にルーフパネル３０が弾性変形（仮想線で示す）し易くなっている。
【００３４】
したがって、車両走行時、溝部３４、３６を中心にルーフパネル３０が弾性変形することで、ルーフパネル３０とルーフリインフォース１８との間はクッションゴム３２を介してルーフパネル３０がルーフリインフォース１８に支持された状態が維持され、この部分が振動波形の節Ｑとなる。つまり、ルーフパネル３０の振動を２次モードとすることができる。これにより、ルーフパネル３０が車両前端部及び後端部でしか結合されていない場合（１次モード）と比較して、ルーフパネル３０の振動を小さくすることができ、ＮＶ性能を向上させることができる。
【００３５】
また、図４に示されるように、溝部３４、３６が山部３８、４０と谷部４２、４４を有する略正弦波形状を成し、かつ車幅方向の全域に亘って形成されることで、図６に示されるように、溝部３９が単に車幅方向に沿って直線状（又は円弧状）に形成された場合と比較して、ルーフパネル３０の変形時、当該溝部３９に作用する応力集中を分散させることができる。つまり、図４に示されるように、溝部３４、３６が略正弦波形状を成すことで、ルーフパネル３０の弾性変形を可能にすると共に、ルーフパネル３０の耐久性を向上させることができる。なお、図６に示される構成を適用しても良いのは勿論のことである。
【００３６】
一方、クッションゴム３２はルーフパネル３０に接合されており、ルーフリインフォース１８には接合されていない。このため、高温環境下において、図１及び図３に示されるように、樹脂製のルーフパネル３０が熱膨張により、車両側面視で車両上方へ向かって膨らもうとした場合（仮想線で示す）、ルーフリインフォース１８によって当該ルーフパネル３０の熱膨張が拘束されることはない。つまり、ルーフパネル３０の熱膨張は許容されることとなる。したがって、ルーフパネル３０が熱膨張した場合、当該ルーフパネル３０は、車両側面視で１つの緩やかな凸状の曲線を描くこととなり、ルーフパネル３０に複数のコブが形成されるなど、意匠上の問題は生じない。
【００３７】
つまり、本実施形態によれば、ルーフパネル３０の熱膨張を許容すると共に、ＮＶ性能を満足させることができる。
【００３８】
また、ここでは、図４に示されるように、溝部３４、３６が車両幅方向の全域に亘って形成されている。寒冷地において、ルーフパネル３０の内面側で結露が発生する場合があるが、この場合、結露によって生じた水滴が当該溝部３４、３６を介して車両側部側へ案内されることとなる。したがって、当該水滴がルーフパネル３０の車両前端部へ移動することを防止することができる。車室内の天井部３１の前端部には電装品が設けられているが、当該電装品への水滴の落下を防止することができ、電装品の機能損傷を防ぐことができる。
【００３９】
（その他の実施形態）
なお、ここでは、図４に示されるように、溝部３４、３６の断面形状が円弧状を成し、当該溝部３４、３６が平面視で略正弦波形状に形成され、溝部３４、３６の山部３８、４０と谷部４２、４４の折返し部（頂部）はＲ状に形成されているが、溝部３４、３６の形状はこれに限るものではない。
【００４０】
（１）例えば、図８（Ａ）に示されるように、断面形状が略矩形状であり平面視で略三角波形状を成す溝部４６、４８が形成されても良い。ここでは、溝部４６、４８の山部５０、５２及び谷部５４、５６の折返し部が角状に形成され、溝部３４、３６の周期よりも溝部４６、４８の周期が長く設定されると共に振幅が大きくなるように設定され、山部５０、５２及び谷部５４、５６が複数回繰り返されている。
【００４１】
なお、図示はしないが、溝部の周期を短くして山部及び谷部が５回以上繰り返されるようにしても良いし、勿論、山部が1つ設けられた形状であっても良い。また、ルーフパネル３０の車両前方側の溝部４６と車両後方側の溝部４８とで同位相となるように形成したが、逆位相となるように形成しても良く、また、溝部４６と溝部４８とで位相をずらしても良い。
【００４２】
（２）また、これ以外にも、図８（Ｂ）に示されるように、溝部６０、６２が略矩形波形状を成すように形成されても良い。この場合、山部６４、６６及び谷部６８、７０の折返し部は直線状に形成される。また、ここでは、ルーフパネル３０の車幅方向の両端側よりも中央側の溝部６０、６２の波形の振幅を大きくしているが、溝部６０、６２の波形の振幅は同じであっても良い。また、この溝部６０、６２が略台形波形状を成すように形成されても良い。
【００４３】
（３）さらに、上記の構成では、正弦波形状又は三角波形状などにより同じ形状が周期的に繰り返されるというように設定したが、図９（Ａ）に示されるように、異なる形状で車両前後方向に沿って振幅する溝部７２、７４を形成しても良い。また、この場合、車幅方向の中心線Ｐを基準にして線対称となるようにしても良いし、図９（Ｂ）に示されるように、非線対称となるように溝部７６、７８を形成しても良い。
【００４４】
（本実施形態の補足説明）
本実施形態では、図４に示されるように、脆弱部として溝部３４、３６を形成し薄肉部を設けたが、ルーフパネル３０において、弾性変形し易い部分を設けることができれば良いため、これに限るものではない。例えば、二色成形によって樹脂材料を変えることで部分的に脆弱部を形成しても良い。また、溝部３４、３６の断面形状については特に規定するものではなく、円弧状であっても矩形状であっても良い。
【００４５】
また、必ずしも溝部３４が車両幅方向の全域に亘って形成される必要はなく、車幅方向の中央部のみに形成されても良い。また、ルーフリインフォース１８を基準にして、ルーフパネル３０の車両前方側及び車両後方側に溝部３４、３６を形成するようにしたが、当該ルーフパネル３０において、弾性変形し易い領域を形成することでルーフパネル３０の振動を小さくすることができるため、ルーフパネル３０の車両前方側又は車両後方側のみに溝部３４を形成しても良い。
【００４６】
なお、ここでは、円柱状のクッションゴム３２を車幅方向に沿って４箇所設けたが、これらのクッションゴム３２は等間隔に配置される必要はない。また、このクッションゴム３２は車幅方向に沿って３箇所に設けるようにしても良く、さらに、当該クッションゴムがルーフパネル３０の車幅方向の全域に亘って設けられても良い。
【００４７】
さらに、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得ることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００４８】
１０ 車両用ルーフ構造
１４ フロントヘッダ（ルーフ前端部）
１６ リアヘッダ（ルーフ後端部）
１８ ルーフリインフォース
３０ ルーフパネル
３２ クッションゴム（弾性部材）
３４ 溝部（薄肉部、脆弱部）
３６ 溝部（薄肉部、脆弱部）
３８ 山部
３９ 溝部（薄肉部、脆弱部）
４０ 山部
４６ 溝部（薄肉部、脆弱部）
４８ 溝部（薄肉部、脆弱部）
５０ 山部
５２ 山部
６０ 溝部（薄肉部、脆弱部）
６２ 溝部（薄肉部、脆弱部）
６４ 山部
６６ 山部
７２ 溝部（薄肉部、脆弱部）
７４ 溝部（薄肉部、脆弱部）
７６ 溝部（薄肉部、脆弱部）
７８ 溝部（薄肉部、脆弱部）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂製のルーフパネルと、
前記ルーフパネルが接合された車両骨格部材のルーフ前端部とルーフ後端部の間に設けられ、車幅方向に沿って延設されたルーフリインフォースと、
前記ルーフリインフォースと前記ルーフパネルとの間に介在され、当該ルーフパネルに接合された弾性部材と、
前記ルーフリインフォースを基準にして、前記ルーフパネルの車両前方側及び車両後方側の少なくとも一方に形成され、当該ルーフパネルの他の部分よりも脆弱化された脆弱部と、
を有する車両用ルーフ構造。
【請求項２】
前記脆弱部が前記ルーフパネルの他の部分よりも肉厚が薄い薄肉部である請求項１に記載の車両用ルーフ構造。
【請求項３】
前記薄肉部が平面視で山部を形成し、かつ車幅方向に沿って形成されている請求項２に記載の車両用ルーフ構造。
【請求項４】
前記薄肉部の山部が周期的に複数設けられた請求項３に記載の車両用ルーフ構造。
【請求項５】
前記薄肉部が車両幅方向の全域に亘って形成された請求項２〜４の何れか１項に記載の車両用ルーフ構造。
【請求項１】
樹脂製のルーフパネルと、
前記ルーフパネルが接合された車両骨格部材のルーフ前端部とルーフ後端部の間に設けられ、車幅方向に沿って延設されたルーフリインフォースと、
前記ルーフリインフォースと前記ルーフパネルとの間に介在され、当該ルーフパネルに接合された弾性部材と、
前記ルーフリインフォースを基準にして、前記ルーフパネルの車両前方側及び車両後方側の少なくとも一方に形成され、当該ルーフパネルの他の部分よりも脆弱化された脆弱部と、
を有する車両用ルーフ構造。
【請求項２】
前記脆弱部が前記ルーフパネルの他の部分よりも肉厚が薄い薄肉部である請求項１に記載の車両用ルーフ構造。
【請求項３】
前記薄肉部が平面視で山部を形成し、かつ車幅方向に沿って形成されている請求項２に記載の車両用ルーフ構造。
【請求項４】
前記薄肉部の山部が周期的に複数設けられた請求項３に記載の車両用ルーフ構造。
【請求項５】
前記薄肉部が車両幅方向の全域に亘って形成された請求項２〜４の何れか１項に記載の車両用ルーフ構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−９１７４７（Ｐ２０１２−９１７４７Ａ）
【公開日】平成２４年５月１７日（２０１２．５．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２４２６６２（Ｐ２０１０−２４２６６２）
【出願日】平成２２年１０月２８日（２０１０．１０．２８）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月１７日（２０１２．５．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月２８日（２０１０．１０．２８）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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