JP6677196B2

JP6677196B2 - 車両用パネル構造

Info

Publication number: JP6677196B2
Application number: JP2017045398A
Authority: JP
Inventors: 真寺田; 黒川　博幸; 博幸黒川
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2016-12-21
Filing date: 2017-03-09
Publication date: 2020-04-08
Anticipated expiration: 2037-03-09
Also published as: JP2018100068A

Description

本発明は、車両用パネル構造に関する。

下記特許文献１には、線膨張係数が異なるルーフリインフォースとルーフパネルとの間にマスチックシーラが設けられた車両用ルーフ構造が開示されている。この車両用ルーフ構造では、塗装乾燥時のルーフパネルの熱膨張に伴い、マスチックシーラがルーフパネルに押し付けられるようにルーフリインフォースを変形させ、マスチックシーラの破断を抑制するようになっている。なお、ルーフパネルとルーフボウとを備えると共に、ルーフボウに凸部を形成し、車体を高温状態から常温に戻したときの変形を吸収するルーフ構造として、特許文献２に記載されたものがある。

特開２０１０−０８３２４８号公報特開２００９−１２６３４４号公報

上記特許文献１に記載の構造では、塗装乾燥後にマスチックシーラが収縮すると、ルーフパネルに面歪みが発生する可能性がある。

本発明は上記事実を考慮し、マスチックの収縮によりパネルに生じる面歪みを抑制することができる車両用パネル構造を得ることが目的である。

請求項１の発明に係る車両用パネル構造は、車両を構成するパネルと、前記パネルの車両内側に設けられ、前記パネルの側又は前記パネルと反対側に突出する形状とされた長尺状のリインフォースと、前記パネルと前記リインフォースとの間に設けられ、前記パネルと前記リインフォースとを接着するマスチックと、前記リインフォースの長手方向中央部を構成すると共に、線膨張係数が前記パネルの線膨張係数よりも小さい材料で形成された本体部と、前記リインフォースの長手方向端部を構成すると共に、前記パネルに直接的又は部材を介して間接的に接合される接続部と、前記本体部と前記接続部とを熱硬化接着剤及び締結具によって接合する接合部と、前記本体部及び前記接続部のいずれか一方に形成され、前記リインフォースの長手方向に沿って長く形成されると共に前記締結具が挿通される長孔部と、を有する。

請求項１記載の本発明によれば、車両を構成するパネルの車両内側には、パネルの側又はパネルと反対側に突出する形状とされた長尺状のリインフォースが設けられている。リインフォースは、リインフォースの長手方向中央部を構成すると共に線膨張係数がパネルの線膨張係数よりも小さい材料で形成された本体部と、リインフォースの長手方向端部を構成すると共にパネルに直接的又は部材を介して間接的に接合される接続部と、を備えている。本体部と接続部とは、接合部で熱硬化接着剤及び締結具によって接合されている。本体部及び接続部のいずれか一方には、リインフォースの長手方向に沿って長い長孔部が形成されており、長孔部に締結具が挿通されている。上記の構成では、本体部の線膨張係数がパネルの線膨張係数よりも小さい材料で形成されており、塗装加熱時にパネルが本体部よりも熱膨張しやすい。その際、本体部及び接続部のいずれか一方に長孔部を設けることにより、塗装加熱時に接続部が、パネルの熱膨張に追従して、長孔部に沿って本体部の長手方向の端部側に相対的に移動する。さらに、接続部が本体部の長手方向の端部側に移動した状態で熱硬化接着剤が硬化し、接続部と本体部が固定される。そして、塗装加熱後に、熱膨張していたパネルが冷却されて縮み、接続部に元の位置に戻ろうとする力が働くことで、本体部がパネル側に向かって変形する。これにより、温度低下によるパネルとリインフォースとの間のマスチックの収縮を相殺し、パネルに面歪みが生じることを抑制することができる。

請求項２の発明に係る車両用パネル構造は、車両を構成するパネルと、前記パネルの車両内側に設けられ、前記パネルの側又は前記パネルと反対側に突出する形状とされた長尺状のリインフォースと、前記パネルと前記リインフォースとの間に設けられ、前記パネルと前記リインフォースとを接着するマスチックと、前記リインフォースの長手方向中央部を構成すると共に、線膨張係数が前記パネルの線膨張係数よりも小さい材料で形成された本体部と、前記リインフォースの長手方向端部を構成すると共に、前記パネルに直接的又は部材を介して間接的に接合される接続部と、前記本体部と前記接続部とを熱硬化接着剤及び締結具によって接合する接合部と、前記本体部及び前記接続部のいずれか一方に形成され、前記リインフォースの長手方向に沿って長く形成されると共に前記締結具が挿通される長孔部と、を有し、前記締結具は、頭部を有するリベットであり、前記長孔部は、前記本体部と前記接続部のうち前記頭部に接触する側に設けられている。

請求項２記載の本発明によれば、長孔部は、本体部と接続部のうちリベットの頭部に接触する側に設けられている。これにより、リベットの頭部の直径に合わせて、長孔部の内径を大きくすることができるため、塗装加熱によるパネルの伸縮が大きくても、パネルの面歪みを吸収することができる。

請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載の車両用パネル構造において、前記本体部は、前記リインフォースの長手方向に延在し、前記長手方向と直交する断面が閉断面とされている。

請求項３記載の本発明によれば、本体部は、長手方向と直交する断面が閉断面とされており、本体部の剛性が高まる。これにより、温度低下によるパネルとリインフォースとの間のマスチックの収縮を相殺する力が向上する。

請求項４の発明は、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の車両用パネル構造において、前記接続部の線膨張係数が、前記パネルの熱膨張係数と同等、又は前記パネルの熱膨張係数以下である。

ここで、パネルの熱膨張係数と「同等」とは、接続部の線膨張係数がパネルの熱膨張係数と同じ場合だけでなく、接続部の線膨張係数が、パネルの熱膨張係数よりも僅かに大きい場合も、僅かに小さい場合も含む。

例えば、接続部の線膨張係数がパネルの熱膨張係数よりも大きく、塗装加熱時に接続部が伸びやすいと、接続部及び本体部とパネルとの長さの差が出にくく、本体部のパネル側への変形量を確保することが難しい。これに対し、請求項４記載の本発明では、接続部の線膨張係数が、パネルの熱膨張係数と同等又はパネルの熱膨張係数以下であるため、塗装加熱時に接続部及び本体部とパネルとの長さの差が生じやすい。このため、上記の構成では、接続部の線膨張係数がパネルの熱膨張係数よりも大きい場合と比較して、本体部のパネル側への変形量を確保することができる。

本発明に係る車両用パネル構造によれば、マスチックの収縮によりパネルに生じる面歪みを抑制することができる。

第１実施形態に係る車両用パネル構造が適用される車両の上部を示す断面図である。第１実施形態に係る車両用パネル構造に用いられるエクステンションとルーフリインフォースとの接合部を示す断面図である。接合部におけるリベットの軸部とエクステンションの長孔部との寸法関係を示す断面図である。図１中の４−４線に沿ったルーフリインフォースの断面図である。第１実施形態に係る車両用パネル構造の塗装加熱後の冷却時にエクステンション及びルーフリインフォースが変形した状態を示す断面図である。第１実施形態に係る車両用パネル構造に用いられるエクステンションとルーフリインフォースとの接合部の初期の状態を示す断面図である。第１実施形態に係る車両用パネル構造に用いられるエクステンションとルーフリインフォースとの接合部の塗装加熱中の状態を示す断面図である。第１実施形態に係る車両用パネル構造に用いられるエクステンションとルーフリインフォースとの接合部の冷却後の状態を示す断面図である。比較例に係る車両用パネル構造が適用される車両の上部の冷却後の状態を示す断面図である。第２実施形態に係る車両用パネル構造が適用されるドア構造を示す斜視図である。第２実施形態に係る車両用パネル構造が適用されるドア構造の図８中の９−９線に沿った断面図である。第３実施形態に係る車両用パネル構造に用いられるエクステンションとルーフリインフォースとの接合部を示す断面図である。接合部におけるリベットの軸部とエクステンションの長孔部との寸法関係を示す断面図である。

本発明の実施の形態について、図面を基に詳細に説明する。なお、これらの図において適宜示される矢印ＦＲは車両前方側を示しており、矢印ＵＰは車両上方側を示しており、矢印ＯＵＴは車両幅方向外側を示している。

〔第１実施形態〕
以下、図１〜図６Ｃを用いて、第１実施形態に係る車両用パネル構造について説明する。

図１には、第１実施形態の車両用パネル構造Ｓ３２（図２参照）が適用された車両１０の上部１２が断面図にて示されている。なお、図１では、車両正面視にて車両幅方向左側の車両１０の上部１２が図示されているが、車両１０の上部１２の車両幅方向両側は左右対称であるため、車両幅方向右側の図示を省略する。

図１に示されるように、車両１０の上部１２の車両幅方向の外側端部には、略車両前後方向に延在されるルーフサイドレール１４が設けられている。図示を省略するが、ルーフサイドレール１４は、車両幅方向両端部に左右一対で設けられている。車両１０の上部１２には、左右一対のルーフサイドレール１４の間に架け渡されるパネルとしてのルーフパネル１６が設けられている。ルーフパネル１６は、略車両幅方向及び略車両前後方向に延在されている。ルーフパネル１６の車両上下方向下方側には、略車両幅方向に延在する長尺状のリインフォース２０が設けられている。リインフォース２０は、左右一対のルーフサイドレール１４の間に架け渡されている。リインフォース２０は、リインフォース２０の長手方向中央部を構成する本体部としてのルーフリインフォース２２と、リインフォース２０の長手方向端部を構成する接続部としてのエクステンション２４と、を備えている。図示を省略するが、エクステンション２４は、ルーフリインフォース２２における車両幅方向両側に左右一対で配置されている。

ルーフサイドレール１４は、ルーフパネル１６の両サイドにおいて、略車両前後方向を長手方向として配置された車体骨格部材とされている。ルーフサイドレール１４は、車両幅方向内側に配置されたルーフサイドレールインナパネル（以下、「レールインナパネル」と略称する）２６と、レールインナパネル２６の車両幅方向外側に配置されたルーフサイドレールアウタパネル（以下、「レールアウタパネル」と略称する）２８と、を備えている。また、レールアウタパネル２８のさらに車両幅方向外側には、サイドアウタパネル３０が配置されている。

レールインナパネル２６は、車両幅方向内側に向かって上り勾配となるように配置された傾斜部２６Ａと、傾斜部２６Ａの上端部から車両幅方向内側に延びた上フランジ部２６Ｂと、を備えている。さらに、レールインナパネル２６は、傾斜部２６Ａの下端部から略車両幅方向外側斜め下方に延びた下フランジ部２６Ｃを備えている。

レールアウタパネル２８は、略車両上下方向及び略車両幅方向に沿った断面視にて断面が略ハット形状とされている。レールアウタパネル２８は、車両幅方向内向きに開口された略Ｕ字状の壁部２８Ａと、壁部２８Ａの車両幅方向内側端部から車両幅方向内側に延びた上フランジ部２８Ｂと、を備えている。さらに、レールアウタパネル２８は、壁部２８Ａの車両幅方向外側の下端部から略車両幅方向外側斜め下方に延びた下フランジ部２８Ｃを備えている。

レールアウタパネル２８の上フランジ部２８Ｂは、レールインナパネル２６の上フランジ部２６Ｂの上面に重ね合わされて溶接により接合されている。レールアウタパネル２８の下フランジ部２８Ｃは、レールインナパネル２６の下フランジ部２６Ｃの外側面に重ね合わされて溶接により接合されている。これにより、レールアウタパネル２８とレールインナパネル２６とで閉断面が構成されている。また、レールアウタパネル２８の上フランジ部２８Ｂには、サイドアウタパネル３０の上部の車両幅方向内側端部に形成されたフランジ部３０Ａが重ね合わされて溶接により接合されている。さらに、レールアウタパネル２８の下フランジ部２８Ｃには、サイドアウタパネル３０の下端部に形成されたフランジ部３０Ｂが重ね合わされて溶接により接合されている。

ルーフパネル１６は、車両幅方向の中間部が車両幅方向の両端部よりも車両上方側となるように湾曲した上壁部１６Ａと、上壁部１６Ａの車両幅方向外側端部から車両下方側に延びた縦壁部１６Ｂと、縦壁部１６Ｂの下端部から車両幅方向外側に屈曲されたフランジ部１６Ｃと、を備えている。サイドアウタパネル３０のフランジ部３０Ａの上面には、ルーフパネル１６のフランジ部１６Ｃが重ね合わされて溶接により接合されている。

ルーフリインフォース２２は、略車両幅方向を長手方向として配置されている。図４に示されるように、ルーフリインフォース２２は、略矩形状の部材であり、長手方向と直交する断面が閉断面とされている。より具体的には、ルーフリインフォース２２は、上壁部２２Ａと、上壁部２２Ａの車両前後方向の両端部から車両下方側に延びた前後一対の側壁部２２Ｂ、２２Ｃと、側壁部２２Ｂ、２２Ｃの下端部を繋ぐ下壁部２２Ｄと、を備えている。上壁部２２Ａ及び下壁部２２Ｄの車両前後方向の中間部には、略車両上下方向に沿って配置されて上壁部２２Ａと下壁部２２Ｄとを繋ぐ仕切り壁２２Ｅが架け渡されている。

図１に示されるように、エクステンション２４は、長尺状の板状部材で構成されている。エクステンション２４は、ルーフリインフォース２２の下壁部２２Ｄの下側に接合されると共に下壁部２２Ｄから車両幅方向外側及び斜め下方側に配置された壁部２４Ａを備えている。また、エクステンション２４は、壁部２４Ａの車両幅方向外側端部からレールインナパネル２６の傾斜部２６Ａに沿って車両斜め下側に屈曲された屈曲部２４Ｂを備えている。屈曲部２４Ｂは、レールインナパネル２６の傾斜部２６Ａに面接触状態で配置され、溶接等により接合されている。これにより、リインフォース２０の長手方向端部を構成するエクステンション２４は、ルーフパネル１６にルーフサイドレール１４及びサイドアウタパネル３０のフランジ部３０Ａを介して接合されている。すなわち、第１実施形態の車両用パネル構造Ｓ３２では、エクステンション２４は、ルーフパネル１６に部材を介して間接的に接合されている。

エクステンション２４の壁部２４Ａの車両幅方向の内側端部は、ルーフリインフォース２２の下壁部２２Ｄに接合部３４により接合されている。リインフォース２０は、車両幅方向中央部のルーフリインフォース２２と、車両幅方向外側端部のエクステンション２４とが接合された状態で、ルーフパネル１６の側に突出する形状とされている。第１実施形態では、リインフォース２０は、ルーフパネル１６の側に凸状に湾曲する形状とされている。

図２に示されるように、接合部３４は、エクステンション２４とルーフリインフォース２２との間に配置される熱硬化接着剤で構成された接着部３６と、エクステンション２４とルーフリインフォース２２とを接合する締結具としてのリベット３８と、を備えている。接着部３６は、ＥＤ塗装（電着塗装：ELECTRO DEPOSITION COATING）時の加熱により硬化する熱硬化接着剤（熱硬化型接着剤とも言う）で構成されており、熱硬化接着剤が加熱により硬化することで、エクステンション２４とルーフリインフォース２２とが接着されるようになっている。

ルーフリインフォース２２には、リベット３８の後述する軸部３８Ｂが挿通される円形状の孔部４４を備えている。エクステンション２４には、リベット３８の軸部３８Ｂが挿通される長孔部４６を備えている。リベット３８は、大径の頭部３８Ａと、頭部３８Ａから延びた軸部３８Ｂと、軸部３８Ｂの頭部３８Ａと反対側の端部に形成された変形部３８Ｃと、を備えている。リベット３８の中心部には、貫通孔３８Ｄが形成されており、貫通孔３８Ｄに第２部材４０の軸４０Ａが挿通されている。軸４０Ａの先端には、軸４０Ａの直径よりも大径の押当て部４０Ｂが形成されている。第２部材４０は、図示しない治具により軸４０Ａを貫通孔３８Ｄの反対側から引き込むことで、押当て部４０Ｂにより軸部３８Ｂの先端を加締めて変形部３８Ｃを形成するようになっている。これにより、リベット３８の頭部３８Ａと変形部３８Ｃとの間にルーフリインフォース２２とエクステンション２４が挟まれることで、ルーフリインフォース２２とエクステンション２４とが接合されるようになっている。

車両用パネル構造Ｓ３２では、エクステンション２４の長手方向である車両幅方向に沿って複数（本実施形態では２個）のリベット３８が設けられている。また、図示を省略するが、エクステンション２４の長手方向と直交する方向にも複数（例えば２個）のリベット３８が設けられている。また、車両用パネル構造Ｓ３２では、ルーフリインフォース２２とエクステンション２４とを複数のリベット３８により接合した後に、ＥＤ塗装工程を実施するようになっている。

図３には、エクステンション２４の長孔部４６と、長孔部４６に挿通されるリベット３８の軸部３８Ｂとが示されている。なお、図３では、軸部３８Ｂの貫通孔３８Ｄ及び貫通孔３８Ｄに挿通される軸４０Ａは、図示を省略している。図３に示されるように、長孔部４６は、エクステンション２４の長手方向に沿って長く形成されている。言い換えると、長孔部４６の内径の大きい部分は、エクステンション２４の長手方向に沿って延在されている（図２参照）。長孔部４６の内壁と軸部３８Ｂとの間には、隙間Ｓが形成されている。長孔部４６の内径の大きい部分の軸部３８Ｂとの隙間Ｓは、寸法バラツキ（位置バラツキ）を吸収するための軸部３８Ｂの両側の隙Ａと、ＥＤ塗装乾燥中のエクステンション２４の移動（すなわちスライド）を許容するための隙Ｂと、を備えている。隙Ｂは、ＥＤ塗装乾燥中にルーフリインフォース２２（図２参照）に対してエクステンション２４を矢印Ｃ方向（車両幅方向外側）にスライドさせることで、ＥＤ塗装乾燥時のルーフパネル１６の歪みを吸収するようになっている。なお、長孔部４６の内径の小さい部分の軸部３８Ｂとの隙間Ｓは、寸法バラツキを吸収するために軸部３８Ｂの両側の隙Ａとされている。これにより、ＥＤ塗装乾燥中（すなわち、塗装加熱中）に、エクステンション２４が長手方向に沿って伸びてリベット３８の軸部３８Ｂに対して長孔部４６が矢印Ｃ方向（車両幅方向外側）に相対的にスライドするようになっている。

寸法バラツキ（位置バラツキ）を吸収するための隙Ａは、例えば、０．１〜０．３ｍｍ程度とされている。ＥＤ塗装乾燥時の歪みを吸収するための隙Ｂは、例えば、１．０ｍｍ程度とされている。リベット３８の頭部３８Ａは、エクステンション２４の側に接触している。長孔部４６の内径の大きい部分は、リベット３８の頭部３８Ａの直径よりも小さい。

車両用パネル構造Ｓ３２では、長孔部４６は、エクステンション２４とルーフリインフォース２２のうちリベット３８の頭部３８Ａに接触する側に配置されたエクステンション２４に設けられている。

また、車両用パネル構造Ｓ３２では、ルーフリインフォース２２の上壁部２２Ａとルーフパネル１６との間の複数箇所に、ルーフリインフォース２２の上壁部２２Ａとルーフパネル１６とを接着するマスチック５０が設けられている。マスチック５０は、ルーフパネル１６の車両幅方向に沿って間隔をおいて複数（本実施形態では、４箇所）配置されている。マスチック５０は、ＥＤ塗装乾燥後の冷却により収縮するようになっている。

ルーフリインフォース２２は、線膨張係数がルーフパネル１６の線膨張係数よりも小さい材料で形成されている。第１実施形態では、ルーフリインフォース２２は、例えば、ＣＦＲＰ（炭素繊維強化プラスチック）製とされている。ＣＦＲＰの線膨張係数は約４〔１０^−６／℃〕である。また、第１実施形態では、ルーフパネル１６は、例えば、鋼板で形成されており、鋼板の線膨張係数は約１７．５〔１０^−６／℃〕である。エクステンション２４には、リベット３８がそれぞれ挿通される複数の長孔部４６が形成されており、すべての長孔部４６の内径が大きい部位は、エクステンション２４の長手方向（ルーフパネル１６との線膨張差が生じる方向）とされている。

また、車両用パネル構造Ｓ３２では、エクステンション２４は、線膨張係数がルーフパネル１６の熱膨張係数と同等又はルーフパネル１６の熱膨張係数以下である材料で形成されている。第１実施形態では、エクステンション２４は、例えば、スチール製（鋼製）とされており、鋼板の線膨張係数は約１７．５〔１０^−６／℃〕である。

次に、第１実施形態の車両用パネル構造Ｓ３２の作用及び効果について説明する。

図６Ａに示されるように、車両用パネル構造Ｓ３２では、エクステンション２４に長孔部４６が形成されている。エクステンション２４とルーフリインフォース２２との間には、加熱により接着部３６を構成する硬化前の熱硬化接着剤が塗布されている。エクステンション２４の側から長孔部４６にリベット３８の軸部３８Ｂが挿通され、リベット３８の軸部３８Ｂがルーフリインフォース２２の孔部４４に挿通された状態で、エクステンション２４とルーフリインフォース２２とがリベット３８により接合されている。より具体的には、エクステンション２４の側にリベット３８の頭部３８Ａを接触させ、リベット３８を加締めて形成された変形部３８Ｃとでルーフリインフォース２２及びエクステンション２４とを挟むことで、エクステンション２４とルーフリインフォース２２とが接合されている。この状態で、リベット３８の軸部３８Ｂの車両幅方向内側には、軸部３６Ｂとエクステンション２４の長孔部４６との間に隙間Ｓが形成されている。

図６Ｂに示されるように、エクステンション２４とルーフリインフォース２２とを複数のリベット３８により接合した後に、ＥＤ塗装工程を実施する。車両用パネル構造Ｓ３２では、ルーフリインフォース２２の線膨張係数が、ルーフパネル１６の線膨張係数よりも小さい。ＥＤ塗装乾燥中（すなわち、塗装加熱中）に、ルーフパネル１６の伸び（熱膨張）により、ルーフサイドレール１４が車両幅方向外側へ動く。これにより、図６Ｂに示されるように、ルーフパネル１６の伸び（熱膨張）に追従して、エクステンション２４が車両幅方向外側に引っ張られ、リベット３８に対してエクステンション２４が車両幅方向外側（図６Ａ中の矢印Ｃ参照）に相対的にスライドする（ずれる）。なお、エクステンション２４の線膨張係数がルーフパネル１６の熱膨張係数と同等であるため、エクステンション２４も車両幅方向に沿ってルーフパネル１６と同様に伸びる。このため、リベット３８の軸部３８Ｂの車両幅方向外側に、軸部３８Ｂとエクステンション２４の長孔部４６との間の隙間Ｓが配置される。そして、エクステンション２４が車両幅方向外側にスライドすると共にルーフパネル１６とエクステンション２４が伸びた状態で、ＥＤ塗装乾燥中（すなわち、塗装加熱中）の熱により、エクステンション２４とルーフリインフォース２２との間の熱硬化接着剤が硬化することで、硬化した接着部３６によりエクステンション２４とルーフリインフォース２２とが固定される。

図６Ｃに示されるように、冷却後には、熱膨張していたルーフパネル１６が縮むと共に、エクステンション２４が元の位置に戻ろうとしてルーフパネル１６に対して線長が余る分、エクステンション２４及びルーフリインフォース２２がルーフパネル１６側である上向きに変形する（図５参照）。これにより、図５に示されるように、車両用パネル構造Ｓ３２では、温度低下によるマスチック５０の収縮を相殺し、ルーフパネル１６に生じる面歪みを抑制することができる。第１実施形態では、ルーフリインフォース２２が、ルーフパネル１６側に、例えば、１．０〜３．０ｍｍ変形する。

上記の車両用パネル構造Ｓ３２では、エクステンション２４にリベット３８がそれぞれ挿通される複数の長孔部４６が設けられていることで、ＥＤ塗装乾燥中のルーフパネル１６の伸び（熱膨張）に追従して、リベット３８に対してエクステンション２４が車両幅方向外側に相対的にスライドする。この状態で、接着部３６の熱硬化接着剤が硬化し、エクステンション２４とルーフリインフォース２２とが固定される。その後、冷却によりエクステンション２４に元の位置に戻ろうとする力が働くことで、意図的にルーフリインフォース２２をルーフパネル１６側に変形させることができる。長孔部４６の寸法により、エクステンション２４の変形量を調整することもできるため、ルーフパネル１６とルーフリインフォース２２との間のマスチック５０が縮むことに起因するルーフパネル１６の面歪みを抑制することができる。また、エクステンション２４にリベット３８がそれぞれ挿通される複数の長孔部４６を形成し、車両幅方向両側のエクステンション２４が同様にスライドすることで、余計な変形を生じさせない。

また、車両用パネル構造Ｓ３２では、図５に示されるように、長孔部４６は、ルーフリインフォース２２とエクステンション２４のうちリベット３８の頭部３８Ａに接触する側のルーフリインフォース２２に設けられている。これにより、リベット３８の頭部３８Ａの直径に合わせて、長孔部４６の内径を大きくすることができるため、ＥＤ塗装加熱によるルーフパネル１６の伸縮が大きくても、ルーフパネル１６の面歪みを吸収することができる。

また、車両用パネル構造Ｓ３２では、図４に示されるように、ルーフリインフォース２２は、リインフォース２０の長手方向に延在すると共に長手方向と直交する断面が閉断面とされている。これにより、ルーフリインフォース２２の剛性が高まり、温度低下によるルーフパネル１６とルーフリインフォース２２との間のマスチック５０の収縮を相殺する力が向上する。

さらに、車両用パネル構造Ｓ３２では、エクステンション２４の線膨張係数が、ルーフパネル１６の熱膨張係数と同等又はルーフパネル１６の熱膨張係数以下である。

例えば、エクステンションの線膨張係数がルーフパネルの熱膨張係数よりも大きく、塗装加熱時にエクステンションが伸びやすいと、エクステンションとルーフパネルとの長さの差が出にくく、ルーフリインフォースのルーフパネル側への変形量を確保することが難しい。これに対し、車両用パネル構造Ｓ３２では、エクステンション２４の線膨張係数が、ルーフパネル１６の熱膨張係数と同等又はルーフパネル１６の熱膨張係数以下であるため、塗装加熱時にエクステンション２４とルーフパネル１６との長さの差が生じやすい。このため、車両用パネル構造Ｓ３２では、エクステンションの線膨張係数がルーフパネルの熱膨張係数よりも大きい構成と比較して、ルーフリインフォース２２のルーフパネル１６側への変形量を確保することができる。

図７には、比較例の車両用パネル構造Ｓ２００が断面図にて示されている。

図７に示されるように、車両用パネル構造Ｓ２００では、エクステンション２０２にリベット３８の軸部３８Ｂが挿通される円形状の孔部２０４が形成されている。リベット３８の軸部３８Ｂは、エクステンション２０２の側から孔部２０４に挿通され、頭部３８Ａとルーフリインフォース２２の側を加締めた変形部３８Ｃとで挟まれることで、エクステンション２０２とルーフリインフォース２２とが接合されている。車両用パネル構造Ｓ２００では、エクステンション２０２とルーフリインフォース２２との間に、熱硬化接着剤による接着部は設けられていない。なお、エクステンション２０２とルーフリインフォース２２との間に、熱硬化接着剤による接着部を設けてもよい。また、エクステンション２０２は、例えば、スチール製（鋼製）とされている。

車両用パネル構造Ｓ２００では、ＥＤ塗装乾燥時にルーフパネル１６とルーフリインフォース２２との線膨張係数の違いにより、部品の相対位置にズレが生じるが、孔部２０４にズレを許容する隙間が設けられていない。このため、ＥＤ塗装乾燥後の冷却時に、マスチック５０が収縮することにより、ルーフパネル１６に面歪みが発生する。

これに対して、車両用パネル構造Ｓ３２では、エクステンション２４にリベット３８がそれぞれ挿通される複数の長孔部４６が設けられていることで、熱硬化接着剤の硬化時のエクステンション２４のズレを吸収し、冷却後にエクステンション２４及びルーフリインフォース２２をルーフパネル１６側に変形させることができる。このため、ルーフパネル１６とルーフリインフォース２２との間のマスチック５０が縮むことに起因するルーフパネル１６の面歪みを抑制することができる。

〔第２実施形態〕
図８及び図９には、第２実施形態の車両用パネル構造Ｓ７０が適用される車両用ドア７２が示されている。なお、前述した第１実施形態と同一構成部分については、同一番号を付してその説明を省略する。

図８及び図９に示されるように、車両用ドア７２は、車両の側部（図示省略）に開閉可能に取り付けられるフロントサイドドアとされている。車両用ドア７２は、車両幅方向外側に配置されるパネルとしてのドアアウタパネル７４（図９参照）と、ドアアウタパネル７４の車両幅方向内側に配置されるドアインナパネル７６と、を備えている。ドアインナパネル７６の上縁部（ドアガラス７８側）を除く周縁の端末部７６Ａは、ドアアウタパネル７４（図９参照）の上縁部を除く周縁の端末部７４Ａとヘミング加工によって一体化されることで、ドアアウタパネル７４とドアインナパネル７６とが閉断面構造とされている（図９参照）。

図９に示されるように、車両用ドア７２の内部には、車両前後方向に沿ってリインフォース８０が設けられている。リインフォース８０は、リインフォース８０の長手方向中央部を構成する本体部としてのドアリインフォース８２と、リインフォース８０の長手方向端部を構成する接続部としての前後一対のエクステンション８４と、を備えている。エクステンション８４は、車両前後方向で対称に形成されている。

ドアアウタパネル７４は、車両幅方向外側に略車両上下方向及び略車両前後方向に沿って配置される外側壁部７４Ｂと、外側壁部７４Ｂの外周部が屈曲された端末部７４Ａと、を備えている。

ドアインナパネル７６は、車両幅方向内側に略車両上下方向及び略車両前後方向に沿って配置された内側壁部７６Ｂと、内側壁部７６Ｂの車両前後方向の両端部から車両幅方向外側に屈曲された前後一対の縦壁部７６Ｃと、を備えている。さらに、ドアインナパネル７６は、縦壁部７６Ｃの車両幅方向外側端部から車両前後方向に屈曲された前後一対の端末部７６Ａを備えている。

エクステンション８４は、略車両前後方向を長手方向とする板状部材で構成されている。エクステンション８４は、ドアアウタパネル７４の外側壁部７４Ｂとドアインナパネル７６の端末部７６Ａとの間に挟まれた取付部８４Ａを備えている。また、エクステンション８４は、取付部８４Ａから車両幅方向内側の斜め方向に延びた傾斜部８４Ｂと、傾斜部８４Ｂからドアリインフォース８２に沿って延びた屈曲部８４Ｃと、を備えている。

ドアリインフォース８２は、略車両前後方向を長手方向とする板状部材で構成されている。ドアリインフォース８２の車両前方側と車両後方側の端部８２Ａは、それぞれエクステンション８４の屈曲部８４Ｃと接合部３４により接合されている。接合部３４は、第１実施形態と同様に、エクステンション８４とドアリインフォース８２とを熱硬化接着剤により接着する接着部（図示省略）と、エクステンション８４とドアリインフォース８２とを接合する複数のリベット３８と、を備えている。エクステンション８４には、リベット３８が挿通される長孔部４６が形成されている。第２実施形態の車両用パネル構造Ｓ７０では、リインフォース８０は、ドアアウタパネル７４と反対側に突出する形状とされている。

また、車両用パネル構造Ｓ７０では、ドアリインフォース８２とドアアウタパネル７４の外側壁部７４Ｂとの間の複数箇所に、ドアリインフォース８２とドアアウタパネル７４の外側壁部７４Ｂとを接着するマスチック５０が設けられている。

ドアリインフォース８２は、線膨張係数がドアアウタパネル７４の線膨張係数よりも小さい材料で形成されている。第２実施形態では、ドアリインフォース８２は、例えば、スチール製（鋼製）とされている。また、第２実施形態では、ドアアウタパネル７４は、例えば、ＣＦＲＰ（炭素繊維強化プラスチック）製とされている。

また、車両用パネル構造Ｓ７０では、エクステンション８４は、線膨張係数がドアアウタパネル７４の熱膨張係数と同等又はドアアウタパネル７４の熱膨張係数以下である材料で形成されている。第２実施形態では、エクステンション８４は、例えば、ＣＦＲＰ（炭素繊維強化プラスチック）製とされている。

上記の車両用パネル構造Ｓ７０では、エクステンション８４にリベット３８がそれぞれ挿通される複数の長孔部４６が設けられていることで、ＥＤ塗装乾燥中のドアアウタパネル７４の伸び（熱膨張）に追従して、リベット３８に対してエクステンション８４が車両前後方向外側に相対的にスライドする。この状態で、接着部（図示省略）の熱硬化接着剤が硬化し、エクステンション８４とドアリインフォース８２とが固定される。その後、冷却によりエクステンション８４に元の位置に戻ろうとする力が働くことで、意図的にドアリインフォース８２をドアアウタパネル７４側に変形させることができる。長孔部４６の寸法により、エクステンション８４の変形量を調整することもできるため、ドアアウタパネル７４とドアリインフォース８２との間のマスチック５０が縮むことに起因するドアアウタパネル７４の面歪みを抑制することができる。

〔第３実施形態〕
次に、図１０及び図１１を用いて、第３実施形態に係る車両用パネル構造について説明する。なお、前述した第１実施形態と同一構成部分を引用する場合には、同一の番号を付して説明するものとする。

この第３実施形態では、車両用パネル構造Ｓ３２の要素の材質と長孔部４６の具体的数値（寸法）を特定した点に特徴がある。

まず、前述した第１実施形態では、ルーフパネル１６が例えば鋼板で形成されているとして説明したが、この第２実施形態ではルーフパネル１６はアルミニウム合金板で形成されている。なお、この第２実施形態のルーフパネル１６に使用しているアルミニウム合金板の線膨張係数は、約２３〔１０^−６／℃〕である。

また、リインフォース２０のルーフリインフォース２２は、第１実施形態と同様にＣＦＲＰ（炭素繊維強化プラスチック）製とされている。ＣＦＲＰの線膨張係数は約４〔１０^−６／℃〕である。エクステンション２４は、第１実施形態と同様に鋼板で形成されている。鋼板の線膨張係数は約１７．５〔１０^−６／℃〕である。

図１０及び図１１に示されるように、第１実施形態で説明した寸法バラツキ（位置バラツキ）を吸収するための隙Ａに相当する隙δ１は、例えば、１．５ｍｍとされている。ＥＤ塗装乾燥時の歪みを吸収するための隙Ａ＋Ｂに相当する隙δ２は、例えば、３．２５ｍｍとされている。つまり、この例では、第１実施形態で説明した図６Ｂに示されるＥＤ塗装乾燥中（２００℃で加熱した場合）のエクステンション２４の移動（すなわちスライド）を許容するための隙Ｂに相当するδ３を１．７５ｍｍとしている。なお、これらの数値を算定するに際し、Ｗ方向の部品長さ（ルーフパネル１６の車両幅方向の長さ）は、１０５０ｍｍとし、ＥＤ加熱温度は、２３〜２００℃としている。２３℃は、常温を意味しており、接着剤の乾燥時の温度である。

上記構成によっても、前述した第１実施形態と同様の作用及び効果が得られる。すなわち、ルーフパネル１６をアルミニウム合金製、リインフォース２０のルーフリインフォース２２をＣＦＲＰ製、リインフォース２０のエクステンション２４を鋼板製として、２００℃で塗装乾燥（加熱）を行った場合、リベット３８の軸部３８Ｂのスライド量は最大で１，７５ｍｍ程度となる。従って、隙Ｂ（＝δ３）をスライド量と同等の１．７５ｍｍ程度に設定することで、ＥＤ塗装乾燥時のルーフパネル１６の歪みを充分に吸収することができる。

なお、本発明の車両用パネル構造は、第１〜第３実施形態の車両用パネル構造Ｓ３２、Ｓ８０に限定されず、車両の他の部位に設けてもよい。例えば、本発明の車両用パネル構造は、バックドア、又はフードなどにも適用することができる。

また、第１〜第３実施形態の車両用パネル構造Ｓ３２、Ｓ８０では、エクステンション２４、８４に長孔部４６が形成されているが、本発明はこれに限定されず、ルーフリインフォース２２、ドアリインフォース８２に長孔部４６を形成してもよい。

また、第１〜第３実施形態の車両用パネル構造Ｓ３２、Ｓ８０では、エクステンション２４、８４の線膨張係数が、ルーフパネル１６又はドアアウタパネル７４の熱膨張係数と同等であるが、本発明は、この構成に限定するものではない。エクステンション２４、８４の線膨張係数が、ルーフパネル１６又はドアアウタパネル７４の熱膨張係数以下である材料により、エクステンション２４、８４が形成される構成でもよい。

１０車両
１６ルーフパネル（パネル）
２０リインフォース
２２ルーフリインフォース（本体部）
２４エクステンション（接続部）
３４接合部
３６接着部（熱硬化接着剤）
３８リベット（締結具）
３８Ａ頭部
４６長孔部
５０マスチック
７２車両用ドア
７４ドアアウタパネル（パネル）
８０リインフォース
８２ドアリインフォース（本体部）
８４エクステンション（接続部）
Ｓ３２車両用パネル構造
Ｓ７０車両用パネル構造

Claims

車両を構成するパネルと、
前記パネルの車両内側に設けられ、前記パネルの側又は前記パネルと反対側に突出する形状とされた長尺状のリインフォースと、
前記パネルと前記リインフォースとの間に設けられ、前記パネルと前記リインフォースとを接着するマスチックと、
前記リインフォースの長手方向中央部を構成すると共に、線膨張係数が前記パネルの線膨張係数よりも小さい材料で形成された本体部と、
前記リインフォースの長手方向端部を構成すると共に、前記パネルに直接的又は部材を介して間接的に接合される接続部と、
前記本体部と前記接続部とを熱硬化接着剤及び締結具によって接合する接合部と、
前記本体部及び前記接続部のいずれか一方に形成され、前記リインフォースの長手方向に沿って長く形成されると共に前記締結具が挿通される長孔部と、
を有する車両用パネル構造。
車両を構成するパネルと、
前記パネルの車両内側に設けられ、前記パネルの側又は前記パネルと反対側に突出する形状とされた長尺状のリインフォースと、
前記パネルと前記リインフォースとの間に設けられ、前記パネルと前記リインフォースとを接着するマスチックと、
前記リインフォースの長手方向中央部を構成すると共に、線膨張係数が前記パネルの線膨張係数よりも小さい材料で形成された本体部と、
前記リインフォースの長手方向端部を構成すると共に、前記パネルに直接的又は部材を介して間接的に接合される接続部と、
前記本体部と前記接続部とを熱硬化接着剤及び締結具によって接合する接合部と、
前記本体部及び前記接続部のいずれか一方に形成され、前記リインフォースの長手方向に沿って長く形成されると共に前記締結具が挿通される長孔部と、
を有し、
前記締結具は、頭部を有するリベットであり、
前記長孔部は、前記本体部と前記接続部のうち前記頭部に接触する側に設けられている車両用パネル構造。
前記本体部は、前記リインフォースの長手方向に延在し、前記長手方向と直交する断面が閉断面とされている請求項１又は請求項２に記載の車両用パネル構造。
前記接続部の線膨張係数が、前記パネルの熱膨張係数と同等、又は前記パネルの熱膨張係数以下である請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の車両用パネル構造。