JP3821420B2 - 自動車用ルーフレール - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は自動車のルーフレールに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動車のルーフレールとしては、特許第２８７７２４５号公報に記載されたものが知られている。この従来例において、ルーフレールはアルミニウム等の金属材料にて形成されるレール本体と、レール本体の両端に固定されるキャップとを有する。レール本体は下端面に形成された係止突起を備え、該係止突起を天井パネルに固定されたライナーに嵌合させることにより天井パネル１に固定される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述した従来例には以下の欠点がある。まず、ライナーを介して天井パネルに固定されるレール本体はライナーに対して長手方向への移動を規制されないために、例えば車両が急停止した際にレール本体に発生する長手方向への移動力に対する抗力はキャップが負担する必要がある。このため、キャップには天井パネルへの強固な固定部を形成する必要が生じ、製造コストが上昇する上に、レール本体に比して天井パネルへの固定強度が脆弱なキャップへの過大な荷重分担はルーフレールの安全性を低める原因となる。
【０００４】
次に、キャップを強固に天井パネルに固定した場合、例えばレール本体が熱膨張すると、天井パネル全体に過大な負荷が発生し、該パネルの変形等を惹起する。このため、例えばレール本体を熱膨張係数が金属材料に比して一般に大きな合成樹脂材料により製造することができず、製造コストの上昇をもたらす。
【０００６】
本発明は、以上の欠点を解消すべくなされたものであって、製造コストを低減させた自動車のルーフレールの提供を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば上記目的は、
固定点２が設定される長尺状のレール本体３と、
前記固定点２を移動不能に固定する固定点用ブラケット１４と前記レール本体３を長手方向に移動自在に固定する可動点用ブラケット１４’により、自動車の天井パネル１に対してレール本体３を固定点２を基端に長手方向に伸縮自在に固定するブラケット１４と、
前記レール本体３の伸縮端が挿入される主体部４ａにレール呑み込み余裕代１９を設定して形成され、天井パネル１に固定されてレール本体３の伸縮端を進退自在に覆うキャップ４とを有する自動車用ルーフレールを提供することにより達成される。
【０００８】
レール本体３は適数箇所において天井パネル１に固定され、天井パネル１への固定強度が確保される。固定部の１カ所、あるいは近接した複数箇所は固定点２として指定され、レール本体３は該固定点２により長手方向への移動が規制され、例えば急停車時にレール本体３に発生する長手方向への移動に対する抗力を負担する。
【０００９】
上記固定点２は、レール本体３を長手方向、幅方向、上下方向、および転び方向に拘束するのに対し、他の固定部は長手方向の移動に対する拘束が解除され、レール本体３の長手方向への伸縮が許容される。
【００１０】
したがって本発明において、レール本体３が熱膨張により伸長しても、天井パネル１、あるいは固定部に外力が発生しないために、天井パネル１等の変形、破壊が生じることはない。レール本体３の伸縮端を覆うキャップ４の呑み込み深さを十分に深くしておくと、レール本体３の伸縮時にキャップ４とレール本体３の伸縮端との間に隙間が発生することもない。
【００１１】
また、レール本体３を天井パネル１上に載置して固定すると、レール本体３に対する荷重を天井パネル１により受けることが可能になり、かつ、上述した構成によりレール本体３の熱収縮を吸収可能にすると、レール本体３を合成樹脂材により形成することができ、製造コストを低減することができる。この場合、レール本体３を全長に渡って等断面形状に形成すると、合成樹脂材に押し出し成型を施してレール本体３を製造することが可能になるために、金型の製造費用が安価になり、製造コストをより低減できる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図７に自動車用ルーフレールが取り付けられた自動車の天井部を示す。自動車の天井面には、車長方向に連続する凹溝９が車幅方向両側に平行に設けられる。自動車の天井面は、図３に示すように、天井一般面を形成するメインルーフパネル１ａと、天井部側面を形成するルーフサイドパネル１ｂと、インナーパネル１ｃとから構成され、これらパネル単体は凹溝９の底壁９ａで接合される。凹溝９は、天井面から窓への雨滴の滴下を防止するためのドリップ防止溝として機能するとともに、上記パネル単体の接合部の見切り部としても機能する。
【００１８】
図１、２に示すように、ルーフレールは上記凹溝９に沿って配置され、長尺状のレール本体３と、レール本体３の両端に配置されるキャップ４、４’とからなる。レール本体３は、例えばガラス繊維入りのナイロン６６等の合成樹脂材により形成され、押し出し成型による製造が可能なように、中空で、かつ、全長に渡って等断面形状に形成される。また、レール本体３には、所望により曲率を付与することができる。
【００１９】
レール本体３は、図３に示すように、天井パネル１に固定した状態でルーフサイドパネル１ｂにパッキン１０を介して接する転び防止用張り出し部３ａを備えるとともに、車幅中心方向に向けて突出するフック係合突部３ｂを側壁部に有し、フック係合突部３ｂにクロスバー１１固定用のアタッチメント１２を連結できる。また、レール本体３の底壁部にはパネル固定部３ｃが膨隆され、パネル固定部３ｃの両側壁面にブラケット係合凹溝１３が形成される。図示の例では車幅中心方向にフック係合突部３ｂを設けることにより、低背化を図っているが、レール本体３の天井面にクロスバー１１、あるいはクロスバー１１固定用のアタッチメント１２への連結手段を設けることもできる。
【００２０】
上記レール本体３に負荷される荷重を天井パネル１で負担し、レール本体３への荷重負担を軽減することができるように、レール本体３は天井パネル１に載せた状態で適数箇所（本実施の形態においては、両端部と中間部の３カ所）が固定される。レール本体３を天井パネル１に固定するためのブラケット１４は板金等により形成されるピース状部材であり、凹溝９の底壁９ａに対応するパネル対応片１４ａにボルト１４ｂを溶接して形成される。このブラケット１４はパネル対応片１４ａの両側縁から立ち上げられ、レール本体３のパネル固定部３ｃの側壁に沿うレール対応片１４ｃを備え、レール対応片１４ｃの上端を内方に折り曲げて上記パネル固定部３ｃのブラケット係合凹溝１３に係合する係合片１４ｄが形成される。
【００２１】
また、ブラケット１４、１４’の一方のレール対応片１４ｃ、正確には、車体外側方に面するレール対応片１４ｃには止着子挿通孔１５が設けられ、ブラケット１４は止着子挿通孔１５の形状により、固定点用ブラケット１４と可動点用ブラケット１４’に区分される。図１（ｃ）に示すように、固定転用ブラケット１４の止着子挿通孔１５は後述する止着子１６の軸基端部の径寸法にほぼ一致する径寸法の真円形状を有し、可動点用ブラケット１４’のそれは、上記軸基端部の曲率にほぼ一致する曲率部を両端に備え、レール本体３の長手方向に長い長孔形状を有する。
【００２２】
レール本体３の天井パネル１への固定に際し、まず、レール本体３の固定点２を設定し、該固定点２を固定点用ブラケット１４を使用して天井パネル１に固定する。図４に示すように、固定点用ブラケット１４の天井パネル１への固定は上記ボルト１４ｂを凹溝９の底壁９ａに開設したボルト挿通孔に挿通させた後、ナット１７を締結して行われ、固定点用ブラケット１４とレール本体３との固定は、止着子１６をレール本体３のパネル固定部３ｃにねじ込んで行われる。止着子１６には、要求される強度を考慮してビス、タッピンスクリュー、あるいはボルト等を使用できる。
【００２３】
固定点用ブラケット１４を介して固定されたレール本体３は、図１（ｃ）に示すように、真円の止着子挿通孔１５内で止着子１６が移動できないために長手方向への移動が規制される。固定点２をレール本体３の車両後方側端部に設定したこの実施の形態において、後述するキャップ４（リア側キャップ４’）のレール固定突部４ｃも固定用止着子１６を使用してブラケット１４、およびレール本体３に共締めされる（図４参照）。
【００２４】
一方、固定点２以外におけるレール本体３へ固定には可動点用ブラケット１４’が使用される。可動点用ブラケット１４’の天井パネル１への固定は、上述した固定点用ブラケット１４と同様にボルト１４ｂを利用して行われる。図３に示すように、レール本体３との固定に使用される止着子１６は軸基端部の所定長範囲に等径の直杆部１６ａを備え、レール本体３を可動点用ブラケット１４’により固定した状態で直杆部１６ａは長孔形状の止着子挿通孔１５内を移動できるために、当該固定部においてレール本体３は長手方向の移動が許容される。
【００２５】
対向するレール本体３、３間にクロスバー１１を連結した状態において、搭載荷物によりレール本体３に転び方向（レール本体３の長手方向軸周りの回転方向）の力が負荷されても、レール本体３は微小角度傾斜していずれか一方のレール本体３の転び防止用張り出し部３ａがルーフサイドパネル１ｂに圧接して荷重を負担する。また、転び防止用張り出し部３ａはレール本体３の全長に渡って形成されているために、ルーフサイドパネル１ｂへの単位面積当たりの応力は低くなり、ルーフサイドパネル１ｂが荷重により変形することもなく、さらに、レール本体３への負担も軽減される。また、急停止、急発進によりレール本体３に長手方向の力が負荷されても、固定点２により移動が阻止され、かつ、移動阻止による発生応力は止着子１６、および止着挿通孔１５壁面に対する剪断力であるために、当該外力に対して十分な強度を得ることができる。
【００２６】
上記レール本体３の両端に配置されるキャップ４、４’は例えばＰＰ（ポリプロピレン）等の合成樹脂材料に形成される。キャップ４は上記レール本体３を覆い、あるいはレール本体３が突き当てられる主体部４ａと、主体部４ａから側方に延設される取り付け片５とを有する。図５、６に示すように、主体部４ａは裏面に向けて開放された腕型断面形状を有し、取り付け片５はキャップ４の成型時における成型金型の型開き動作に対してアンダーカットにならないように各部が配置されて主体部４ａと一体に成型される。主体部４ａと取り付け片５との境界の肉厚を薄くして可撓性薄肉ヒンジ部４ｂが形成される。
【００２７】
各取り付け片５にはボルト挿通孔５ａが開設されるとともに、可撓性薄肉ヒンジ部４ｂから内方に折り曲げた状態で互いに重なり合う位置に設けられる。重なった状態で上方に位置する側の取り付け片５の可撓性薄肉ヒンジ側の辺縁には位置決め部７が形成され、折り曲げた際に下方に位置するヒンジ片の係止部８が位置決め部７に係止することにより、ボルト挿通孔５ａ同士を重合させる。
【００２８】
このキャップ４は成型後、各取り付け片５を内方に折り曲げて重ね合わせた後、軸部の中間にフランジ１８ａを備えたフランジ付きスタッド１８をボルト挿通孔５ａに挿通させた状態で車体への取り付け工程に供給され、車体への取り付けに際してキャップ４と天井パネル１との間にクッション体６が介装される。クッション体６は、例えば合成ゴム等の材料により形成され、キャップ４の裏面周縁と天井パネル１との間に介在してキャップ４による天井パネル１の受傷を防止するとともに、天井パネル１とキャップ４体との境界面からパネル内部への雨水等の侵入を防止する。このクッション体６の周縁には、立ち上がりリブ６ａが設けられており、該立ち上がりリブ６ａにより上記可撓性薄肉ヒンジ部４ｂを折り曲げた際にキャップ４に発生する白化箇所を覆い隠す。
【００２９】
上述したように、車体後方側端部を固定点２に設定したこの実施の形態において、レール本体３が熱収縮した際の可動端（伸縮端）は車体前方側端部となり、該伸縮端側のキャップ４（フロントキャップ４）は伸縮端を覆う形状に形成される。フロントキャップ４にはレール呑み込み余裕代１９が設定され、レール本体３が伸長した際にレール本体３がフロントキャップ４の内壁に衝接してフロントキャップ４に外力を与えたり、あるいはレール本体３が収縮した際にフロントキャップ４端面から露出することが防止される。また、フロントキャップ４の開放先端部には、上述した取り付け片６と同様の、可撓性薄肉ヒンジ部２０ａを介してシールド片２０が主体部４ａと一体成型され、フロントキャップ４の天井パネル１への固定時に図５（ｂ）において矢印で示すように、主体部４ａ内方に折り返されて該開放先端部における隙間を閉塞する。
【００３０】
一方、固定点２近傍における伸縮寸法は無視可能な程度に小さなために、レール本体３の車体後方側のリアキャップ４’はレール本体３の端部に突き当てられた状態で天井パネル１に固定される。図２に示すように、このリアキャップ４’にはレール本体３の中空部３ｄ断面にほぼ一致する断面形状のレール固定突部４ｃが設けられ、上述したように、該レール固定突部４ｃをレール本体３の中空部３ｄに挿入した状態でレール本体３、および固定点用ブラケット１４に共締めされる（図４参照）。
【００３１】
なお、以上においては、レール本体３の端部に固定点２を設定した場合を説明したが、レール本体３の中間部に設定することも可能であり、この場合、レール本体３の両端が伸縮端となるために、レール本体３の両端にフロントキャップ４と同様の構成を有するキャップ４が装着される。また、この実施の形態において、固定点用ブラケット１４と可動点用ブラケット１４’とは止着子挿通孔１５のみが異なり、残余の構成部分を共通にして止着子挿通孔１５開設前の部品の共用化を図る場合を示したが、各々に分担させる応力を異ならせてレール本体３への負担を軽くするために、異なった形状に形成することもできる。さらに、レール本体３の固定点２は一カ所に限定されるものではなく、伸縮寸法が実質的に無視できる程度に接近した複数点を固定点２に設定することも可能である。
【００３２】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、製造コストを低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を示す図で、（ａ）はレール本体の伸縮端とキャップとの嵌合状態を示す図３の１Ａ-１Ａ線断面図、（ｂ）はレール本体中央部での（ａ）に対応する断面図、（ｃ）は図４の１Ｃ-１Ｃ線断面図である。
【図２】本発明の分解斜視図である。
【図３】図１（ａ）の３Ａ-３Ａ線断面図である。
【図４】図１（ｃ）の４Ａ-４Ａ線断面図である。
【図５】図１の断面図で、（ａ）は図１（ａ）の５Ａ-５Ａ線断面図、（ｂ）は図１（ａ）の５Ｂ-５Ｂ線断面図である。
【図６】固定点側のキャップの天井パネルへの固定部を示す断面図である。
【図７】自動車の天井部を示す斜視説明図である。
【符号の説明】
１ 天井パネル
２ 固定点
３ レール本体
４、４’ キャップ
４ａ 主体部
４ｂ 可撓性薄肉ヒンジ部
５ 取り付け片
６ クッション体
６ａ 立ち上がりリブ
７ 位置決め部
８ 係止部

Claims (2)

1. 固定点が設定される長尺状のレール本体と、
   前記固定点を移動不能に固定する固定点用ブラケットと前記レール本体を長手方向に移動自在に固定する可動点用ブラケットにより、自動車の天井パネルに対してレール本体を固定点を基端に長手方向に伸縮自在に固定するブラケットと、
   前記レール本体の伸縮端が挿入される主体部にレール呑み込み余裕代を設定して形成され、天井パネルに固定されてレール本体の伸縮端を進退自在に覆うキャップとを有する自動車用ルーフレール。
2. 前記レール本体は合成樹脂材により等断面形状を有する長尺状に形成され、天井パネル上に載置、固定される請求項１記載の自動車用ルーフレール。

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