JP5079042B2

JP5079042B2 - 車体上部構造

Info

Publication number: JP5079042B2
Application number: JP2010066775A
Authority: JP
Inventors: 一紀飛田
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2010-03-23
Filing date: 2010-03-23
Publication date: 2012-11-21
Anticipated expiration: 2030-03-23
Also published as: JP2011195106A

Description

本発明は、車両のルーフを取付ける車体上部構造に関するものである。

車体上部構造には、車体上部にルーフの左右端を溝状に接合しているものがある。
車体上部構造はルーフパネルの左右端の内側にインナルーフ端部を車両の前後に延ばして設けている。このインナルーフ端部と車体上部をなすルーフレールとを溝の底で溶接部によって接合し、この接合した部位を底とする溝をルーフパネルの左右端で溝幅が狭くなるようにカバーしている。その結果、溝に嵌める樹脂製のシールやルーフモールを廃止している（例えば、特許文献１参照）。
また、ルーフのルーフパネルのような薄い金属板の溶接に用いられるパルスレーザー溶接がある。第１金属部材と第２金属部材を重ねてパルスレーザビームで溶融させ接合している（例えば、特許文献２参照）。

しかし、従来技術（特許文献１）は、ルーフの左右端に形成される溝が必要のない隙間として際立ち、ルーフのデザインを損ねる。
また、ルーフの左右端に存在する溝が隙間として存在し、隙間の管理を厳しくする必要があり、製造が難しい。
さらに、ルーフパネルの左右端は、ルーフレールに対し、低い。ルーフパネルの上面をルーフレールの位置まで高くしようとすると、左右端の内部に設けたインナルーフ端部を嵩上げ構造にする必要があり、ルーフレールとの接合構造が複雑になる。

特許文献２では、第１金属部材は一方の面にのみメッキを施しているが、第１金属部材として両面をメッキした板を用いた場合、溶接できない。

米国特許第６０２７１６０号明細書特開平６−１９８４７１号公報

本発明は、ルーフパネルの両端がデザインを損なうことがなく、溝に嵌めるルーフモールを廃止し、パルスレーザー溶接を採用した車体上部構造を提供することを課題とする。

上記の課題を解決するために、請求項１に係る発明は、車両のルーフのルーフパネルを前から順に支持し、車両の車幅方向へ延びているルーフ前端横アーチと、ルーフ中央横アーチと、ルーフ後端横アーチと、これらのアーチの両端をそれぞれ接合して乗降口の上部で前後に延びる左右のルーフレールと、を備えた車体上部構造において、ルーフパネルの下方に、ルーフレールに複数のレールの端を重ねた内積層結合部を設け、内積層結合部に連ねて棚接合部を形成し、棚接合部にルーフパネルの両端を接着剤及び仮止め溶接部で接合し、仮止め溶接部をダストシーラーで隠すことを特徴とする。

請求項２に係る発明は、仮止め溶接部は、パルスレーザー溶接を用いて形成されていることを特徴とする。

請求項３に係る発明は、仮止め溶接部が、ルーフパネルの端に形成されている縁と接着剤の間に形成されていることを特徴とする。

請求項４に係る発明は、ダストシーラーが、仮止め溶接部を隠す部位から棚接合部に連なり左右で対向している壁部まで塗布されていることを特徴とする。

請求項５に係る発明は、ダストシーラーを、車両正面視、湾曲形状に刷毛で形成していることを特徴とする。

請求項１に係る発明では、ルーフパネルの下方に、ルーフレールに複数のレールの端を重ねた内積層結合部を設け、内積層結合部に連ねて棚接合部を形成し、棚接合部にルーフパネルの両端を接着剤及び仮止め溶接部で接合し、仮止め溶接部をダストシーラーで隠すので、ルーフパネルの両端を溝の底部の棚接合部に配置して、両端に仮止め溶接部を設けても、仮止め溶接部が隠れ、デザインを損なうことがなく、溝に嵌めるルーフモールを廃止することができるという利点がある。

また、接着剤を硬化させるまでの間、仮止め溶接部によってルーフパネルの両端を仮に固定しておくことができるという利点がある。
具体的には、まず、表面処理工程では、ルーフパネル組立体を取付けた車体を処理槽内の処理液（電着液）に沈める。その際、ルーフに浮力が加わるが、仮止め溶接部によって浮力に対する強度を確保することができる。
その結果、表面処理工程の下流の塗装工程において、塗料を塗装した後の焼き付け工程のときに、ルーフパネルの両端に塗られた接着剤が加熱され、硬化し、ルーフパネルの両端を接合することができる。

さらに、棚接合部によって、棚接合部を有する底部を形成している溝を小さくすることができる。

請求項２に係る発明では、仮止め溶接部は、パルスレーザー溶接を用いて形成されているので、パルスレーザー溶接を施した溶接部の打痕（凹み）が小さくなり、ダストシーラーにより容易に溶接部の打痕（凹み）を隠せる。

また、溶接する部位（仮止め溶接部）の面積が小さくてもよく、ルーフパネルの両端の縁に近接させて溶接することができるという利点がある。
さらに、パルスレーザー溶接の設備は、価格が低く、ルーフパネルの両端に仮止め溶接部を形成するのに必要な溶接設備の費用を削減することができる。

請求項３に係る発明では、仮止め溶接部が、ルーフパネルの端に形成されている縁と接着剤の間に形成されているので、接着剤を、車両の前後方向へ連続して塗布することができるという利点がある。

請求項４に係る発明では、ダストシーラーが、仮止め溶接部を隠す部位から棚接合部に連なり左右で対向している壁部まで塗布されているので、ダストシーラーを棚接合部と壁部とで形成されている隅に、車両正面視、湾曲形状に刷毛で塗布することができ、ダストシーラー塗布作業が容易になるという利点がある。

また、ダストシーラーが、壁部と底部（棚接合部を有する）で形成されている隅に車両正面視、湾曲形状に形成され、壁部と底部を有する溝をぼかすことができる。

請求項５に係る発明では、ダストシーラーを、車両正面視、湾曲形状に刷毛で形成しているので、ダストシーラーを棚接合部と壁部とで形成されている隅に、車両正面視、湾曲形状に塗布することができ、ダストシーラー塗布作業が容易になるという利点がある。

また、ダストシーラーが、壁部と底部（棚接合部を有する）で形成されている隅に車両正面視、湾曲形状に形成されることによって、壁部と底部を有する溝をぼかすことができる。

本発明の実施例に係る車体上部構造の概要斜視図である。本発明の実施例に係る車体上部構造の斜視図である。実施例に係るルーフパネル組立体の斜視図である。実施例に係るルーフ骨組立体の斜視図である。図１の５−５線断面図である。図５の６部詳細図である。実施例に係る接着剤の塗布状態を示す斜視図である。

以下、本発明の実施の形態について、実施例で詳細に説明する。

実施例に係る車体上部構造は、図１に示すように、ルーフ１１を取付けている。
車体上部構造は、主に図１、図２に示す通り、ルーフ１１のルーフパネル１２を左右のルーフレール１３に接着剤１４で接合している。

また、車両１６の前後方向へ延びる第１ルーフ縦アーチ２１、第２ルーフ縦アーチ２２、第３ルーフ縦アーチ２３、第４ルーフ縦アーチ２４を接合している。
以降で具体的に説明していく。

車両１６は車体２６を有し、車体２６は車室２７の床（アンダボデー）２８と、アンダボデー２８の前のフロントボデー３１と、備える。
さらに、アンダボデー２８の左に立設したサイドボデー３２と、右に立設したサイドボデー３３と、リヤボデー３４と、ルーフ１１と、を備える。
なお、ルーフ１１は車幅方向の中央（基準線Ｅ）を基準に左右がほぼ対称である。

ルーフ１１は、左のサイドボデー３２のルーフレール１３に接合され、右のサイドボデー３３のルーフレール１３に接合され、車体上部構造に含まれる。

次に、車体上部構造を説明する。
車体上部構造は、前述した車両１６のルーフ１１のルーフパネル１２を前から順に支持し、車両１６の車幅方向へ延びているルーフ前端横アーチ３７と、ルーフ中央横アーチ３８と、ルーフ後端横アーチ４１と、これらのアーチ３７、３８、４１の両端４２、４３、４４をそれぞれ接合して乗降口４６の上部で前後に延びる左右のルーフレール１３と、を備える。

そして、ルーフ１１の幅方向の中央に少なくとも１本のルーフ縦アーチを設ける。
第１ルーフ縦アーチ２１、第２ルーフ縦アーチ２２、第３ルーフ縦アーチ２３、第４ルーフ縦アーチ２４を設けている。
ここでは２本と呼称し、左の１本が第１ルーフ縦アーチ２１と第３ルーフ縦アーチ２３からなり、右の１本が第２ルーフ縦アーチ２２と第４ルーフ縦アーチ２４からなる。

さらに、ルーフ前端横アーチ３７に第１ルーフ縦アーチ２１及び第２ルーフ縦アーチ２２の前端部４７を結合し、ルーフ後端横アーチ４１に第３ルーフ縦アーチ２３及び第４ルーフ縦アーチ２４の後端部４８を結合し、ルーフ中央横アーチ３８に中央部５１を結合することでルーフ骨組立体５２（図４参照）を形成している。

このルーフ骨組立体５２のルーフ前端横アーチ３７にルーフパネル１２（図３参照）のパネル前端５４を結合し、ルーフ後端横アーチ４１にルーフパネル１２のパネル後端５５を結合することでルーフパネル組立体５６（図３参照）を形成した。

このルーフパネル組立体５６のルーフ前端横アーチ３７の両端４２、ルーフ後端横アーチ４１の両端４４及びルーフパネル１２の両端（左端５７、右端５８）をルーフレール１３（図１、図２）にそれぞれ結合している。

また、ルーフパネル組立体５６のルーフ前端横アーチ３７の両端４２、ルーフ後端横アーチ４１の両端４４をルーフレール１３に溶接部６１、６２で結合した。
ここでは紙面の都合により、溶接部６１、６２を図４に示すルーフパネル組立体５６の時に施しているが、詳しくは、ルーフレール１３に載せた後（図１、図２参照）にスポット溶接で溶接部６１、６２を形成する。

さらに、ルーフパネル１２の左端５７、右端５８をルーフレール１３にそれぞれ接着剤１４で接着している（図６参照）。
接着剤１４は、所望の接合強度を確保するもので、詳しい特性は任意である。

さらに、ルーフパネル１２の左・右端５７、５８は、ルーフレール１３の底部６４に重ねて接合されている。
接合したルーフパネル１２の左・右端５７、５８を覆うダストシーラー６５（図６参照）を塗布している。

その上、ルーフ縦アーチ（第１ルーフ縦アーチ２１、第２ルーフ縦アーチ２２、第３ルーフ縦アーチ２３、第４ルーフ縦アーチ２４）は、ルーフ１１のルームランプ６７（図４参照）とルーフレール１３との間にそれぞれ設けられている。

言い換えると、第１ルーフ縦アーチ２１、第２ルーフ縦アーチ２２、第３ルーフ縦アーチ２３、第４ルーフ縦アーチ２４は、それぞれルーフレール１３からルーフ１１の幅のほぼ３分の１のところに設けられている。
ルームランプ６７は既存のものである。

ルーフレール１３は、図５に示す通り、インナレール７１、補強レール７２、アウタレール７３からなる。
そして、左右の溝１２ａの底部６４と、内積層結合部７５と、内積層結合部７５に連なる棚接合部７６と、外積層結合部７７と、を有する。
底部６４が棚接合部７６を有している。

アウタレール７３は、内積層結合部７５の内上層フランジ８１が形成されている。内上層フランジ８１が補強レール７２の内中間層フランジ８２に重なる。
そして、内上層フランジ８１に連ね棚接合部７６が一段高くなるように形成されている。この棚接合部７６に連ね壁部８３がほぼ垂直に形成され、壁部８３に連ね外面部８４が形成されている。

棚接合部７６にはルーフパネル１２を、接着剤１４を主体として接合し、補助的に、図１、図６に示すパルスレーザー溶接（レーザー溶接部８６）で接合している。

ルーフパネル１２は、このように右端５８を棚接合部７６に重ね接合している。右端５８が車両１６正面視（図６の視点）、ほぼ水平に形成され、この右端５８に連ね傾斜部８８がルーフ１１の中央、且つ上方へ向かって形成されている。
左端５７は、右端５８と同様である（図２参照）。

そして、前述した図４のルーフ前端横アーチ３７、ルーフ中央横アーチ３８、ルーフ後端横アーチ４１で支持され、２本のルーフ縦アーチに支持されている。

ルーフ前端横アーチ３７は、溝状に形成され、溝底部９１に連ねて前側部９２、後側部９３が車両１６の前方、後方へ向けて配置されている。
前側部９２に連続した上端部にルーフパネル１２のパネル前端５４を接合するルーフパネル接合部９４が形成されている。
後側部９３に連続した上端部に第１ルーフ縦アーチ２１、第２ルーフ縦アーチ２２を接合する縦アーチ接合部９５が形成されている。

ルーフ中央横アーチ３８は、溝状に形成され、溝底部９６に連ねて前側部９７、後側部９８が車両１６の前方、後方へ向けて配置されている。

前側部９７に連続した上端部に第１ルーフ縦アーチ２１、第２ルーフ縦アーチ２２を接合する前縦アーチ接合部１０１が形成されている。
後側部９８に連続した上端部に第３ルーフ縦アーチ２３、第４ルーフ縦アーチ２４を接合する後縦アーチ接合部１０２が形成されている。
ルーフ中央横アーチ３８は、車幅方向の中央にルームランプ６７を配置するためのランプ開口部１０３を開けている。

ルーフ後端横アーチ４１は、溝状に形成され、溝底部１０５に連ねて前側部１０６、後側部１０７が車両１６の前方、後方へ向けて配置されている。
前側部１０６に連続した上端部に第３ルーフ縦アーチ２３、第４ルーフ縦アーチ２４を接合する縦アーチ接合部１０８が形成されている。
後側部１０７に連続した上端部にルーフパネル１２のパネル後端５５を接合するルーフパネル接合部１１１が形成されている。

第１ルーフ縦アーチ２１は、溝状に形成され、溝底部１１４に対向する開口を車両上方へ向け、開口の縁フランジ１１５がルーフパネル１２に接合している。
第２〜４ルーフ縦アーチ２２、２３、２４は、第１ルーフ縦アーチ２１とほぼ同様である。

次に、車体上部構造の組付けの要領を簡単に説明する。
まず、ルーフ骨組立体５２を造る（図４参照）。
第１ルーフ縦アーチ２１、第２ルーフ縦アーチ２２、第３ルーフ縦アーチ２３、第４ルーフ縦アーチ２４をそれぞれ前述したようにスポット溶接（溶接部１１７）で接合する。スポット溶接（溶接部１１７）の数は、第１ルーフ縦アーチ２１の片側を２箇所、計４箇所とした。残りのルーフ縦アーチ２２、２３、２４も同様である。

その次に、ルーフパネル組立体５６を造る（図３参照）。
ルーフ骨組立体５２にルーフパネル１２をスポット溶接（溶接部１２１）で接合する。スポット溶接（溶接部１２１）の数は、前を１２箇所、後を１２箇所とした。

完成したルーフパネル組立体５６をルーフレール１３に接合する（図１、図６参照）。
まず、ルーフレール１３の棚接合部７６に接着剤１４を塗布する。このとき塗布しないところはパルスレーザー溶接で溶接するレーザー溶接部８６（図６、図７参照）である。
レーザー溶接部８６で固定した部位を止め溶接部とする。

接着剤１４を塗布した後、ルーフパネル組立体５６を載せる。
続けて、ルーフパネル１２の左端５７の止め溶接部、右端５８の止め溶接部をパルスレーザー溶接を施すことでレーザー溶接部８６で止める。レーザー溶接部８６の数は、片側４箇所、計８箇所とした。

その次に、ルーフレール１３にルーフパネル１２のパネル前端５４の左角部１２３、右角部１２４をスポット溶接（溶接部１２５）で接合する。
ルーフレール１３に接合するスポット溶接（溶接部１２５）の数は、溶接部６１の１点を含め片側３箇所、計６箇所とした。

続けて、ルーフレール１３にルーフパネル１２のパネル後端５５の左角部１２７、右角部１２８を、ルーフ後端横アーチ４１を間に挟んで重ね、スポット溶接（溶接部６２）で接合する。
ルーフレール１３に接合するスポット溶接（溶接部６２）の数は、片側４箇所、計８箇所とした。

なお、ルーフパネル組立体５６を溶接する手順は、各角部をスポット溶接した後、左右端を、止め溶接部（レーザー溶接部８６で止める部位）にパルスレーザー溶接を施すことで溶接する。
パルスレーザー溶接を採用することで、打痕（溶接の跡）が小さくなり、打痕（溶接の跡）をダストシーラー６５で隠せる。

最後に、棚接合部７６と壁部８３とで形成される角（隅）にダストシーラー６５を充填する（図６参照）。
ダストシーラー６５を、レーザー溶接部８６を覆い（幅Ｗｓ）、アウタレール７３の壁部８３の高さの中間（高さＨｓ）で、刷毛により、滑らかな湾曲状の凹部を外面部８４と傾斜部８８の間に形成するように形状をととのえる。
これで車体上部構造の組付けが完了する。

次に、下流工程を簡単に説明する。
下流工程では、表面処理工程、塗装工程を実施する。
表面処理工程では、ルーフパネル組立体５６を取付けた車体２６を処理槽内の処理液（電着液）に沈める。その際、ルーフパネル１２の左端５７、右端５８に浮力が加わるが、パルスレーザー溶接を施した部位（レーザー溶接部８６）はこの浮力に対する強度を確保している。

塗装工程では、塗料を塗装した後、焼き付け工程を実施する。
この焼き付け工程のとき、ルーフパネル１２の左端５７、右端５８に塗られた接着剤１４は、加熱されて、硬化することによって、ルーフパネル１２の左端５７、右端５８を接合する。

ここで、車体上部構造の主要構成を図１〜図７で説明する。
車体上部構造は、ルーフパネル１２の下方に、ルーフレール１３に複数のレール（インナレール７１、補強レール７２、アウタレール７３）の端（内上層フランジ８１、内中間層フランジ８２、インナレール７１の内下層フランジ１４１）を重ねた内積層結合部７５を設け、内積層結合部７５に連ねて棚接合部７６を形成し、棚接合部７６にルーフパネル１２の両端（左端５７、右端５８）を接着剤１４及び仮止め溶接部（レーザー溶接部８６）で接合し、仮止め溶接部８６をダストシーラー６５で隠す。

アウタレール７３は、アルミメッキ鋼板を用いたものである。

仮止め溶接部８６は、パルスレーザー溶接を用いて形成されている。
仮止め溶接部８６は、アウタレール７３のメッキ層を形成しているアルミニウムと補強レール７２とを接合している。そして、アウタレール７３のメッキの剥離強度より大きい強度を備える。

また、仮止め溶接部８６が、図６に示す通り、ルーフパネル１２の端（左端５７、右端５８）に形成されている縁１４３と接着剤１４の間に形成されている。

さらに、ダストシーラー６５が、仮止め溶接部８６を隠す部位から棚接合部７６に連なり左右で対向している壁部８３まで塗布されている。
その上、ダストシーラー６５を、車両正面視（図６の視点）、湾曲形状に刷毛で形成している。

ダストシーラー６５は、隙間充填剤であり、粘性液体が充填後、時間の経過とともに、弾性を有する固体に変化するものである。
刷毛は既存のものである。条件によっては、薄板状のへらを用いてもよい。

次に、車体上部構造の作用を説明する。
車体上部構造では、図２、図６に示す通り、ルーフパネル１２の左端５７、右端５８を溝１２ａの底部６４に配置して、底部６４に仮止め溶接部（レーザー溶接部８６）を設けてもデザインを損なうことがなく、溝１２ａに嵌めるルーフモールを廃止することができるという利点がある。

また、接着剤１４を硬化させるまでの間、仮止め溶接部（レーザー溶接部８６）によってルーフパネル１２の左端５７、右端５８を仮に固定しておくことができるという利点がある。

さらに、棚接合部７６によって、棚接合部７６を有する底部６４を形成している溝１２ａを小さくすることができる。

「溝１２ａを小さくする」とは、図６に示す通り、棚接合部７６で溝１２ａの深さを浅くしているということである。

図７に示す通り、接着剤１４を、車両１６の前後方向へ連続して塗布することができるという利点がある。

尚、仮止め溶接部（レーザー溶接部８６）は、パルスレーザー溶接以外に、溶接打痕が１ｍｍ程度である、微小打痕を得ることができる、いかなる溶接方法で形成されたものを含む。ダストシーラー６５の刷毛作業により容易に溶接打痕を隠せるからである。

本発明の車体上部構造は、車両に好適である。

１１…ルーフ、１２…ルーフパネル、１３…ルーフレール、１４…接着剤、１６…車両、３７…ルーフ前端横アーチ、３８…ルーフ中央横アーチ、４１…ルーフ後端横アーチ、４２…ルーフ前端横アーチの両端、４３…ルーフ中央横アーチの両端、４４…ルーフ後端横アーチの両端、４６…乗降口、５７…ルーフパネルの端（左端）、５８…ルーフパネルの端（右端）、６５…ダストシーラー、７１…複数のレール（インナレール）、７２…複数のレール（補強レール）、７３…複数のレール（アウタレール）、７５…内積層結合部、７６…棚接合部、８１…複数のレール（アウタレール）の端（内上層フランジ）、８２…複数のレール（補強レール）の端（内中間層フランジ）、８３…壁部、８６…仮止め溶接部（レーザー溶接部）、１４１…複数のレール（インナレール）の端（内下層フランジ）、１４３…ルーフパネルの端に形成されている縁。

Claims

車両のルーフのルーフパネルを前から順に支持し、前記車両の車幅方向へ延びているルーフ前端横アーチと、ルーフ中央横アーチと、ルーフ後端横アーチと、これらのアーチの両端をそれぞれ接合して乗降口の上部で前後に延びる左右のルーフレールと、を備えた車体上部構造において、
前記ルーフパネルの下方に、前記ルーフレールに複数のレールの端を重ねた内積層結合部を設け、該内積層結合部に連ねて棚接合部を形成し、該棚接合部に前記ルーフパネルの両端を接着剤及び仮止め溶接部で接合し、該仮止め溶接部をダストシーラーで隠すことを特徴とする車体上部構造。
前記仮止め溶接部は、パルスレーザー溶接を用いて形成されていることを特徴とする請求項１記載の車体上部構造。
前記仮止め溶接部が、前記ルーフパネルの前記端に形成されている縁と前記接着剤の間に形成されていることを特徴とする請求項２記載の車体上部構造。
前記ダストシーラーが、前記仮止め溶接部を隠す部位から前記棚接合部に連なり左右で対向している壁部まで塗布されていることを特徴とする請求項３記載の車体上部構造。
前記ダストシーラーを、車両正面視、湾曲形状に刷毛で形成していることを特徴とする請求項４記載の車体上部構造。