JP2017061229A - 車両用サンルーフパネル - Google Patents

Abstract

【課題】軽量化を実現しながらも曲げ剛性の低下を抑制することができる車両用サンルーフパネルを提供する。
【解決手段】パネル２１と、パネル２１の車両の幅方向両側縁部、前縁部及び後縁部にそれぞれ沿って該パネル２１の下面に接合される一対の側部フレーム２３、前部フレーム２４及び後部フレーム２５を有する補強部材２２とを備え、前部フレーム２４及び後部フレーム２５の材料が両側部フレーム２３の材料よりも小さい比重を有しており、両側部フレーム２３の各々及び前部フレーム２４の先端同士、並びに両側部フレーム２３の各々及び後部フレーム２５の先端同士を接合する接合部３１を有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両用サンルーフパネルに関するものである。

従来、車両用サンルーフパネルとして種々のものが提案されている（例えば特許文献１など）。こうした車両用サンルーフパネルは、例えばガラス製又は樹脂製の意匠パネル（パネル）と、該意匠パネルの周縁部に沿ってその下面に接合された枠状の補強部材とを備えて構成される。これにより、車両用サンルーフパネルの曲げ剛性が増加して要求強度が確保される。

独国特許発明第１０ ２００８ ０５４ １５９号明細書

ところで、こうした車両用サンルーフパネルの補強部材は、鉄製であることが一般的であり、車両用サンルーフパネルの質量増加の一因となっている。そこで、全体として略枠状になるように意匠パネルの下面に接合された複数フレームで補強部材を構成するとともに、それら複数フレームのうち要求強度が低い一部を相対的に比重の小さい異種材料（例えば樹脂）製にすることで、軽量化を図ることが検討されている。

しかしながら、このような補強部材では、隣り合うフレーム間で連続性が途切れることで、車両用サンルーフパネルの曲げ剛性が低下するという別の問題が生じる。
本発明の目的は、軽量化を実現しながらも曲げ剛性の低下を抑制することができる車両用サンルーフパネルを提供することにある。

上記課題を解決する車両用サンルーフパネルは、車両のルーフに形成された開口を閉塞可能なパネルと、前記パネルの車両の幅方向両側縁部、前縁部及び後縁部にそれぞれ沿って該パネルの下面に接合される一対の側部フレーム、前部フレーム及び後部フレームを有する補強部材とを備え、前記両側部フレーム、前記前部フレーム及び前記後部フレームの少なくとも一つの材料がそれらの残りの材料よりも小さい比重を有しており、前記両側部フレームの各々及び前記前部フレームの先端同士、並びに前記両側部フレームの各々及び前記後部フレームの先端同士を接合する接合部を有する。

この構成によれば、前記両側部フレーム、前記前部フレーム及び前記後部フレームの少なくとも一つの材料がそれらの残りの材料よりも小さい比重を有することで、例えばそれら両側部フレーム、前部フレーム及び後部フレームの全てが同一比重を有する材料である場合に比べてより軽量化することができる。また、前記補強部材は、前記両側部フレームの各々及び前記前部フレームの先端同士、並びに前記両側部フレームの各々及び前記後部フレームの先端同士が前記接合部により接合されて、実質的に単一部品として前記パネルの下面に接合される。従って、車両用サンルーフパネルの曲げ剛性をより向上させることができる。

上記車両用サンルーフパネルについて、前記補強部材は、前記パネルの縁部に沿って形成され、該パネルに対し下方に凹む溝部と、前記パネルの縁部に沿って設けられ、前記溝部の上方を閉塞する蓋部及び前記溝部の底面から上向きに突出するリブの少なくとも一方を有することが好ましい。

この構成によれば、前記補強部材は、前記溝部と、前記蓋部又は前記リブとを有することで、前記溝部の上下寸法を抑えながらも、断面係数を増加させることができ、ひいては車両用サンルーフパネルの曲げ剛性をいっそう向上させることができる。

上記車両用サンルーフパネルについて、平面視において、前記接合部は、その経路が一直線に非延伸であることが好ましい。
この構成によれば、前記接合部の経路が一直線に非延伸（例えば曲線に延伸）であることで、前記両側部フレームの各々及び前記前部フレームの先端同士、又は前記両側部フレームの各々及び前記後部フレームの先端同士の接触面積が増加する分、接合強度をより増加することができる。

上記車両用サンルーフパネルについて、前記パネルは樹脂製であって、前記補強部材は、前記パネルの中心側に位置する端面及び反中心側に位置する端面において、該パネルに接合されることが好ましい。

この構成によれば、前記パネル及び前記補強部材の接合のためにそれらの間に上下方向に挟まれる接着剤などが不要であることで、車両用サンルーフパネルの厚さ寸法をより低減することができ、ひいてはその上下方向に要する配置スペースをより削減することができる。

本発明は、軽量化を実現しながらも曲げ剛性の低下を抑制できる効果がある。

車両用サンルーフパネルの一実施形態についてその構造を示す平面図。 同実施形態の車両用サンルーフパネルについてその構造を示す分解斜視図。 図２の３−３線に沿った断面図。 同実施形態の車両用サンルーフパネルについてその構造を拡大して示す平面図。 図２の５−５線に沿った断面図。 車両用サンルーフパネルの変形形態についてその構造を示す断面図。 （ａ）、（ｂ）は、車両用サンルーフパネルの別の変形形態についてその構造を示す断面図。 （ａ）、（ｂ）は、車両用サンルーフパネルの別の変形形態についてその構造を拡大して示す平面図。

以下、車両用サンルーフパネルの一実施形態について説明する。なお、以下では、車両の前後方向を「前後方向」という。
図１及び図２に示すように、自動車などの車両のルーフ１０には、略四角形の開口１１が形成されるとともに、該開口１１を開閉可能な略四角形の車両用サンルーフパネル２０が設置されている。この車両用サンルーフパネル２０は、開口１１の形状に合わせて略四角板状に成形されたガラス製又は樹脂製の透明材料からなるパネル２１と、該パネル２１の下方でその外周縁部に沿う略四角環状の補強部材２２とを備える。

補強部材２２は、パネル２１の車両の幅方向両側縁部、前縁部及び後縁部にそれぞれ沿って該パネル２１の下面に接合される一対の側部フレーム２３、前部フレーム２４及び後部フレーム２５を有する。前後方向に延在する各側部フレーム２３は、ルーフ１０側に対する車両用サンルーフパネル２０の取付部となるもので、必要な強度を確保すべく、例えば鋼板のプレス材からなる。車両の幅方向に延在する前部フレーム２４及び後部フレーム２５の各々は、軽量化を図るべく、例えばアルミニウム合金（側部フレーム２３の材料よりも小さい比重を有する材料）の押出材からなる。つまり、前部フレーム２４及び後部フレーム２５は、長手方向（車両の幅方向）に一定断面を有する。

図３に示すように、前部フレーム２４は、断面形状において、パネル２１に沿って前後方向に延びる平坦部２６と、該平坦部２６の後端に接続されて平坦部２６（パネル２１）よりも下方に凹む略Ｕ字状の溝部２７と、該溝部２７の開口端同士を前後方向に接続してその上方を閉塞する蓋部２８と、溝部２７の底面の前後方向中央部から上向きに突出するリブ２９とを一体的に有する。なお、リブ２９は、上端が蓋部２８に接続されることで、溝部２７及び蓋部２８のなす略四角形の空間を前後方向に二分する。平坦部２６、溝部２７、蓋部２８及びリブ２９がパネル２１の縁部（前縁部）に沿って延在することはいうまでもない。前部フレーム２４は、このような閉断面形状等による断面係数の増加によって、質量増加を抑えながらも必要な強度が確保されている。そして、前部フレーム２４は、平坦部２６及び蓋部２８の上面及びパネル２１の下面間に塗布された、例えばウレタン製の接着剤３０にて該パネル２１に接合されている。後部フレーム２５の形状も同様であって、同様にパネル２１に接合されている。

なお、両側部フレーム２３も、その上面及びパネル２１の下面間に塗布された接着剤３０にて該パネル２１に接合されている。つまり、補強部材２２は、その上面の全周に亘って塗布される接着剤３０にてパネル２１の下面に接合されている。

また、図４及び図５に示すように、側部フレーム２３の前端部及び平坦部２６の先端部は、平坦部２６の先端面２６ａが側部フレーム２３の対向面２３ａに密接する状態で、例えば摩擦攪拌溶接にて接合されており、その接合部３１（図４及び図５において便宜的にパターンを付して図示）は、平面視において、経路が前後方向に一直線に延伸している。また、側部フレーム２３の前端部及び平坦部２６の先端部は、互いに同等の板厚に設定されており、それらの上面同士及び下面同士が略面一に連続する状態で接合されている。側部フレーム２３の後端部及び後部フレーム２５の平坦部２６の先端部についても同様である。つまり、各側部フレーム２３の前端部及び前部フレーム２４（平坦部２６）の先端部、並びに各側部フレーム２３の後端部及び後部フレーム２５（平坦部２６）の先端部は、それぞれの接合部３１においてそれらの上面同士及び下面同士が略面一に連続する状態で接合されている。

図３に示すように、ルーフ１０側には、前部フレーム２４の平坦部２６の下方でウエザストリップ３５が設置されている。このウエザストリップ３５は、例えばＥＰＤＭゴム等の合成ゴムや熱可塑性エラストマー等の押出材からなり、全体として補強部材２２に沿う略四角環状に成形されている。すなわち、ウエザストリップ３５は、前部フレーム２４及び後部フレーム２５の各々の平坦部２６の下方で車両の幅方向に延在してその下面に液密的に接触するとともに、両側部フレーム２３の各々の下方で前後方向に延在してその下面に液密的に接触する。これにより、ウエザストリップ３５は、補強部材２２の全周に亘ってその内周側に雨水等の水が浸入することを抑制する。ウエザストリップ３５が接触する補強部材２２の下面は、シール面２２ａを形成する。

図４に示すように、シール面２２ａ（ウエザストリップ３５）は、前部フレーム２４の平坦部２６から接合部３１を通って側部フレーム２３に進入する。後部フレーム２５の平坦部２６及び側部フレーム２３間についても同様である。既述のように、各側部フレーム２３の前端部及び前部フレーム２４（平坦部２６）の先端部、並びに各側部フレーム２３の後端部及び後部フレーム２５（平坦部２６）の先端部は、それぞれの接合部３１においてそれらの下面同士が略面一に連続する状態で接合されている。従って、補強部材２２のシール面２２ａも、接合部３１を含めて全体が略面一に連続している。

以上詳述したように、本実施形態によれば、以下の作用効果を奏することができる。
（１）本実施形態では、前部フレーム２４及び後部フレーム２５の材料（アルミニウム合金）が両側部フレーム２３の材料（鋼板）よりも小さい比重を有することで、例えばそれら両側部フレーム２３、前部フレーム２４及び後部フレーム２５の全てが同一比重を有する材料である場合に比べてより軽量化することができる。また、補強部材２２は、両側部フレーム２３の各々及び前部フレーム２４の先端同士、並びに両側部フレーム２３の各々及び後部フレーム２５の先端同士が接合部３１により接合されて、実質的に単一部品としてパネル２１の下面に接合される。従って、車両用サンルーフパネル２０の曲げ剛性をより向上させることができる。

（２）本実施形態では、前部フレーム２４及び後部フレーム２５は、溝部２７と、蓋部２８及びリブ２９とを有することで、溝部２７の上下寸法を抑えながらも、断面係数を増加させることができ、ひいては車両用サンルーフパネル２０の曲げ剛性をいっそう向上させることができる。あるいは、溝部２７の上下寸法を抑えることで、周辺部品との干渉を抑えることができ、その配置自由度を増すことができる。また、前部フレーム２４及び後部フレーム２５は、例えば鋼板のスタンプ成形体からなる同等の形状（外形状）のフレーム（補強部材）などに比べてより高い剛性を確保することができる。

（３）本実施形態では、ルーフ１０側に対する車両用サンルーフパネル２０の取付部として引っ張り強度の必要な各側部フレーム２３を鋼板製にし、撓み剛性の必要な前部フレーム２４及び後部フレーム２５をアルミニウム合金製にした。従って、パネル２１の部位に応じて必要な強度を確保しながらも、軽量化を図ることができる。

（４）本実施形態では、接合部３１においてシール面２２ａが面一である（段差がない）ことで、ウエザストリップ３５との間に隙間が生じて雨水等の水が浸入することを抑制できる。

なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・図６に示すように、少なくとも縁部が樹脂製のパネル４１の場合、その縁部の全周に亘って下方に略四角環状の外側リブ４２を一体的に突設するとともに、該外側リブ４２の内周側に間隔をあけて、下方に略四角環状の内側リブ４３を一体的に突設してもよい。外側リブ４２及び内側リブ４３の互いの対向面は、接合面４２ａ，４３ａを形成する。そして、前部フレーム２４に準じた形状の前部フレーム（又は後部フレーム）４５の接合面４２ａに当接する外側面（パネル４１の反中心側に位置する端面）４５ａを当該接合面４２ａに直に接合するとともに、接合面４３ａに当接する内側面（パネル４１の中心側に位置する端面）４５ｂを当該接合面４３ａに直に接合するようにしてもよい（図６において便宜的にそれらの接合部をパターンを付して図示）。

この場合、外側リブ４２の突出長及び外側面４５ａにおける前部フレーム４５の板厚を一致させることで、それらの接合部を面一（滑らかな表面）にすることができる。同様に、内側リブ４３の突出長及び内側面４５ｂにおける前部フレーム４５の板厚を一致させることで、それらの接合部を面一（滑らかな表面）にすることができる。また、パネル４１及び前部フレーム４５の接合のためにそれらの間に上下方向に挟まれる接着剤（３０）や樹脂製（例えばウレタン樹脂製）のオーバーラップ成形部などが不要であることで、車両用サンルーフパネル２０の厚さ寸法を低減することができ、ひいてはその上下方向に要する配置スペースを削減することができる。そして、ウエザストリップ３５の配置スペースを好適に確保することができる。

・図７（ａ）に示すように、蓋部２８を省略した断面略一定の前部フレーム（又は後部フレーム）５１を採用してもよい。あるいは、図７（ｂ）に示すように、リブ２９を省略した断面略一定の前部フレーム（又は後部フレーム）５２を採用してもよい。いずれであっても、溝部２７の上下寸法を抑えながらも、断面係数を増加させることができ、ひいては車両用サンルーフパネル２０の曲げ剛性をいっそう向上させることができる。なお、前部フレーム（又は後部フレーム）の断面形状は任意に変更してもよい。

・前記実施形態においては、平面視において、経路が一直線に延伸する接合部３１を採用したが、一直線に非延伸の接合部を採用してもよい。例えば、図８（ａ）に示すように、平坦部２６に準じた平坦部６１と側部フレーム２３に準じた側部フレーム６２との接合部６３が、平面視において、経路がＳ字状に延伸していてもよい。あるいは、図８（ｂ）に示すように、平坦部２６に準じた平坦部６６と側部フレーム２３に準じた側部フレーム６７との接合部６８が、平面視において、経路がクランク状（鍵状）に延伸していてもよい。なお、補強部材２２の四隅に配置される接合部の全てでそれらの延伸する経路が同じである必要はない。例えば、補強部材２２の四隅に配置される接合部の一部でその延伸する経路が一直線になり、残りの一部でその延伸する経路が曲線になるといった組み合わせであってもよい。

このように変更することで、側部フレーム６２，６７及び平坦部６１，６６（前部フレーム又は後部フレーム）の先端同士の接触面積が増加する分、接合強度（引っ張り強度）をより増加することができる。また、例えば外部入力で車両用サンルーフパネル２０に撓みが生じた場合に応力を分散することができ、ひいては車両用サンルーフパネル２０の曲げ剛性をいっそう向上させることができる。

・前記実施形態において、前部フレーム２４及び後部フレーム２５の少なくとも一方は樹脂製やアルミニウム合金以外の軽金属製であってもよい。
・前記実施形態において、前部フレーム２４及び後部フレーム２５の少なくとも一方は押出材でなくてもよい。

・前記実施形態において、前部フレーム２４及び後部フレーム２５のいずれか一方は、側部フレーム２３と同様の鋼板製であってもよい。
・前記実施形態において、車両用サンルーフパネル２０は、開口１１を常時閉塞する固定パネルであってもよい。

次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について以下に追記する。
（イ）上記車両用サンルーフパネルにおいて、
前記両側部フレームは鋼板からなり、
前記前部フレーム及び前記後部フレームはアルミニウム合金の押出材からなる、車両用サンルーフパネル。

１０…ルーフ、１１…開口、２０…車両用サンルーフパネル、２１，４１…パネル、２２…補強部材、２３，６２，６７…側部フレーム、２４，４５，５１，５２…前部フレーム、２５，４５，５１，５２…後部フレーム、２７…溝部、２８…蓋部、２９…リブ、３０…接着剤、３１，６３，６８…接合部、４５ａ…外側面（パネルの反中心側に位置する端面）、４５ｂ…内側面（パネルの中心側に位置する端面）。

Claims (4)

1. 車両のルーフに形成された開口を閉塞可能なパネルと、
   前記パネルの車両の幅方向両側縁部、前縁部及び後縁部にそれぞれ沿って該パネルの下面に接合される一対の側部フレーム、前部フレーム及び後部フレームを有する補強部材とを備え、
   前記両側部フレーム、前記前部フレーム及び前記後部フレームの少なくとも一つの材料がそれらの残りの材料よりも小さい比重を有しており、
   前記両側部フレームの各々及び前記前部フレームの先端同士、並びに前記両側部フレームの各々及び前記後部フレームの先端同士を接合する接合部を有した、車両用サンルーフパネル。
2. 請求項１に記載の車両用サンルーフパネルにおいて、
   前記補強部材は、
   前記パネルの縁部に沿って形成され、該パネルに対し下方に凹む溝部と、
   前記パネルの縁部に沿って設けられ、前記溝部の上方を閉塞する蓋部及び前記溝部の底面から上向きに突出するリブの少なくとも一方を有した、車両用サンルーフパネル。
3. 請求項１又は２に記載の車両用サンルーフパネルにおいて、
   平面視において、前記接合部は、その経路が一直線に非延伸である、車両用サンルーフパネル。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の車両用サンルーフパネルにおいて、
   前記パネルは樹脂製であって、
   前記補強部材は、前記パネルの中心側に位置する端面及び反中心側に位置する端面において、該パネルに接合された、車両用サンルーフパネル。