JP3863026B2

JP3863026B2 - 車体構造

Info

Publication number: JP3863026B2
Application number: JP2002027472A
Authority: JP
Inventors: 明洋介川; 直樹安藤; 重人安原
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2002-02-04
Filing date: 2002-02-04
Publication date: 2006-12-27
Anticipated expiration: 2022-02-04
Also published as: JP2003226262A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は車体構造、特にフロントピラーに対するルーフサイドレールの接合部分の改良技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図９（ａ）〜（ｃ）は従来のフロントピラーとルーフサイドレールとの接合部分の概要図である。（ａ）は、右のフロントピラー１００並びに右のルーフサイドレール１１０を右側方から見た図である。（ｂ）は、フロントピラー１００に対するルーフサイドレール１１０の接合例を示し、（ａ）に対応する。（ｃ）は（ｂ）のｃ−ｃ線断面構造を示す。
【０００３】
（ａ）〜（ｃ）は、フロントピラー１００の上端を湾曲させつつ後方へ延し、その湾曲部１０１の後端から後方へルーフサイドレール１１０を延したことを示す。フロントピラー１００は、車体側面のアウトサイドパネル１０２と、中間の補強材１０３と、車室側のインナサイドパネル１０４と、からなる閉断面体である。
【０００４】
ルーフサイドレール１１０の前端部１１１は、後部と概ね同じ断面形状のままで閉断面体の中に延し、（ｃ）のようにインナサイドパネル１０４の後端部に重ねたものである。
【０００５】
インナサイドパネル１０４の上下のフランジ１０４ａ，１０４ｂに、ルーフサイドレール１１０の上下のフランジ、補強材１０３の上下のフランジ、アウトサイドパネル１０２の上下のフランジを、この順に重ねて接合することで、フロントピラー１００にルーフサイドレール１１０を接合することができる。従って、補強材１０３の後端部に対して、ルーフサイドレール１１０の前端は上下のフランジ同士の接合だけで一体化されることになる。
なお、補強材１０３の後端１０３ｃは、インナサイドパネル１０４の後端１０４ｃより前にある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、車両に前方から衝撃荷重が作用したとき、フロントピラー１００の上部のうち、湾曲部１０１に最も応力が集中する傾向がある。フロントピラー１００のうち、湾曲部１０１の部分は他の部分よりも剛性を高めることが好ましい。
これに対して上記従来の技術は、補強材１０３の後端１０３ｃよりも後方に、湾曲部１０１を配置したものである。補強材１０３の後端１０３ｃに対し前と後とでは、フロントピラー１００の断面形状が大幅に異なる。断面形状が変われば、剛性も大幅に変わる。この結果、湾曲部１０１にはより応力が集中する。
【０００７】
そこで、湾曲部１０１の剛性を高めるためには、補強材１０３を湾曲部１０１の後方まで延すことが考えられる。しかし、単に補強材１０３を湾曲部１０１の後方まで延しただけでは、剛性を高めるのに限界がある。さらに剛性を高めるには、補強材１０３の板厚を増すことが考えられる。しかし、板厚を増すと車体重量が増すので、得策ではない。
【０００８】
そこで本発明の目的は、車体重量を抑制しつつ、フロントピラーの上部の湾曲部の剛性を高めることができる技術を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、フロントピラーとルーフサイドレールとの接合関係について詳しく研究し、フロントピラーの湾曲部の位置では、ルーフサイドレールの前端部を延長して、補強材の剛性を補うようにすることを創案した。
すなわち請求項１は、フロントピラーの上端を湾曲させつつ後方へ延し、その湾曲部の後端から後方へルーフサイドレールを延し、このルーフサイドレールにてルーフを支える車体であって、前記フロントピラーを、車体側面のアウトサイドパネルと補強材と車室側のインナサイドパネルとからなる閉断面体とした車体構造において、前記ルーフサイドレールは、前記補強材より後方の位置で前記インナサイドパネルに重ねて接合され、前記湾曲部側へ延びるにつれて前記インナサイドパネルと前記補強材との中間部へ向って傾斜した前端部を有し、前記フロントピラーは、前記湾曲部の前側部位において、前記アウトサイドパネルと、前記補強材と、前記インナサイドパネルとの各フランジをこの順で重ねて接合して２つの閉断面を形成し、前記湾曲部の後側部位において、前記アウトサイドパネルと、前記ルーフサイドレールと、前記インナサイドパネルとの各フランジをこの順で重ねて接合して２つの閉断面を形成し、前記湾曲部において、前記ルーフサイドレールの前端部を、前記中間部に通し、かつ、前記前端部のフランジを、前記補強材のフランジのうち、前記アウトサイドパネル及び前記インナサイドパネルの各フランジとの接合箇所を避けた部位に接合して、前記アウトサイドパネル、前記補強材、前記前端部及び前記インナサイドパネルで３つの閉断面を形成したことを特徴とする。
ここで、「中間部」とは、インナサイドパネルと補強材との間の空間のうち、インナサイドパネルから車幅方向外寄りに離れた位置のことを言う。
【００１０】
閉断面体からなるフロントピラーの中へ延したルーフサイドレールの前端部を、フロントピラー上部における湾曲部の位置において、インナサイドパネルと補強材との中間部に通して、補強材に接合することで、ルーフサイドレールの前端部を利用して補強材の剛性を補うことができる。この結果、フロントピラーの上部のうち、応力が集中する湾曲部の剛性を効率良く高めることができる。しかも、補強材の板厚を増す必要がないので、車体重量を抑制することができる。
【００１１】
さらに、ルーフサイドレールの前端部を、補強材より後方の位置ではインナサイドパネルに重ねて接合し、湾曲部側へ延びるにつれて中間部へ向って傾斜させた。
ルーフサイドレールの前端部を、湾曲部側へ延びるにつれてインナサイドパネルと補強材との中間部へ向って傾斜させるとともに、湾曲部の位置で補強材に接合したので、フロントピラーとルーフサイドレールとの接合部分において、湾曲部の位置から補強材の後方の位置にかけての断面形状を、徐々に変化させることができる。この結果、接合部分の断面変化を抑制しつつ剛性を確保することができる。従って、接合部分の応力集中をより抑制できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付図面に基づいて以下に説明する。なお、「前」、「後」、「左」、「右」、「上」、「下」は運転者から見た方向に従い、Ｆｒは前側、Ｒｒは後側、Ｌは左側、Ｒは右側、ＣＬは車幅中心（車体中心）を示す。また、図面は符号の向きに見るものとする。
【００１３】
図１は本発明に係る車両の前部の斜視図であり、この車両１０（自動車等）の車体１１における前部は、左右のフロントピラー１２，１２の上端を湾曲させつつ後方へ延し、その湾曲部１３，１３の後端から後方へ左右のルーフサイドレール５０（この図では右だけを示す。）を延し、これらのルーフサイドレール５０にてルーフ６１を支えるようにしたものである。図中、６２はフロントガラス、６３はフロントドア、６４はドアガラスである。
【００１４】
図２は本発明に係る右のフロントピラー並びに右のルーフサイドレールの分解図である。フロントピラー１２は、車体側面のアウトサイドパネル２０と中間の補強材３０と車室側のインナサイドパネル４０とをこの順に重ね合わせて成る、閉断面体である。
【００１５】
アウトサイドパネル２０は、前部上部を湾曲させつつ後方へ延した部材である。
補強材３０は、アウトサイドパネル２０とインナサイドパネル４０との間に介在し、上端を湾曲させつつ後方へ延した部材であって、実線にて示す上半のアッパ部材と想像線にて示す下半のロア部材とからなる。
インナサイドパネル４０は、上端を湾曲させつつ後方へ延し、その後端４１を補強材３０の後端３０ａよりも後方へ延ばした部材であって、実線にて示す上半のアッパ部材と想像線にて示す下半のロア部材とからなる。
【００１６】
ルーフサイドレール５０は前端部５１を、補強材３０とインナサイドパネル４０との間に介在させ、フロントピラー１２の上部の湾曲部分まで延ばしたものである。アウトサイドパネル２０、補強材３０、インナサイドパネル４０並びにルーフサイドレール５０は、鋼板の折曲げ成形品である。
以下、フロントピラー１２並びにルーフサイドレール５０の詳細について説明する。
【００１７】
図３は本発明に係る右のフロントピラー並びに右のルーフサイドレールの右側面図であり、フロントピラー１２を車体の前下部から後上方へ延ばし、その上端を湾曲させつつ後方へ延し、その湾曲部１３の後端から後方へルーフサイドレール５０を延したことを示す。なお、図手前のアウトサイドパネル２０を想像線にて示す。
ここで「湾曲部１３」とは、最も小さい曲率半径ｒａの部分、すなわち最小半径部のことであって、線Ａ１と線Ａ２との間の角度θの範囲である。
【００１８】
本発明は、ルーフサイドレール５０の前端部５１を、閉断面体から成るフロントピラー１２の中へ延して、湾曲部１３の位置で補強材３０に重ねて接合したことを特徴とする。具体的には、ルーフサイドレール５０の前端部５１を湾曲部１３を通して線Ａ２よりも前方まで延ばした。
【００１９】
図４は図３の４−４線断面図であり、右のフロントピラー１２の湾曲部１３周りにおける、アウトサイドパネル２０、補強材３０、インナサイドパネル４０並びにルーフサイドレール５０の関係について示す。この図によれば、ルーフサイドレール５０の前端部５１を閉断面体としてのフロントピラー１２の中へ延したことが判る。
【００２０】
ところで、アウトサイドパネル２０の板厚は０．７ｍｍ程度であり、フロントピラー１２のうちで最も小さい。インナサイドパネル４０の板厚は、アウトサイドパネル２０の板厚よりも大きい。補強材３０は、主にアウトサイドパネル２０の剛性を高めるとともに、フロントピラー１２全体の剛性をも高める部材である。このため、補強材３０の板厚は、インナサイドパネル４０の板厚よりも大きい。ルーフサイドレール５０の板厚は、インナサイドパネル４０の板厚とほぼ同等である。
【００２１】
上述のように、インナサイドパネル４０の後端４１は補強材３０の後端３０ａよりも後方へ延びている。ルーフサイドレール５０の前端部５１は、後側の基部５２と、基部５２から前方へ延びる傾斜部５３と、傾斜部５３から前方へ延びる先部５４とを、一体に形成したものである。
【００２２】
詳しくは、ルーフサイドレール５０の前端部５１は、補強材３０より後方（図の左側）の位置では、基部５２をインナサイドパネル４０の裏面に重ねて接合し、湾曲部１３側へ延びるにつれて、車幅中心ＣＬ側のインナサイドパネル４０と車幅方向外寄りの補強材３０との中間部１４ａへ向って傾斜する傾斜部５３を形成し、この傾斜部５３の前端５３ａよりも前方（図の右側）の位置では、先部５４が中間部１４ａを通るようにしたことを特徴とする。
このため、ルーフサイドレール５０の前端部５１は、少なくとも湾曲部１３の位置（図に示す線Ａ１と線Ａ２との間の範囲）では、中間部１４ａを通ることになる。
【００２３】
ここで、「中間部１４ａ」とは、補強材３０のウエブ３１とインナサイドパネル４０との間の空間１４のうち、インナサイドパネル４０から車幅方向外寄りに離れた位置のことを言う。最も好ましい中間部１４ａは、補強材３０のウエブ３１とインナサイドパネル４０のとの間の空間１４のうち、車幅方向の間隔Ｓ１のほぼ半分の位置である。
【００２４】
但し、中間部１４ａは、厳密に間隔Ｓ１の１／２の位置である必要はなく、湾曲部１３の位置で補強材３０を補強して剛性を高めることができればよい。例えば、補強材３０側又はインナサイドパネル４０側へ１：２程度の割合いで寄せた位置を中間部１４ａとしても、ルーフサイドレール５０の前端部５１は補強材３０を補強する役割を十分に果たすことができる。
【００２５】
図５は図３の５−５線断面図であり、後上方へ延びている途中のフロントピラー１２の断面構造を示し、上記図１における５−５線断面構造にも相当する。この図によれば、フロントピラー１２が、車体側面のアウトサイドパネル２０と中間の補強材３０と車室１５側のインナサイドパネル４０とからなる閉断面体であることが判る。
【００２６】
具体的に説明すると、フロントピラー１２をこの図のようにピラー長手方向に対して直角に断面したとき、各部材２０〜４０の断面形状は次の通りである。
アウトサイドパネル２０は、ウエブ２１とこのウエブ２１の両端のフランジ２２，２３とからなる、チャンネル状断面体（溝型断面体）であって、各フランジ２２，２３の先端に接合部２２ａ，２３ａを一体に形成した部材である。
【００２７】
補強材３０は、ウエブ３１とこのウエブ３１の両端のフランジ３２，３３とからなる、チャンネル状断面体（溝型断面体）であって、各フランジ３２，３３の先端に接合部３２ａ，３３ａを一体に形成した部材である。
インナサイドパネル４０は、概ね平板状の部材であって、両端にフランジ４２，４３を一体に形成したものである。
【００２８】
フロントピラー１２は、アウトサイドパネル２０の接合部２２ａ，２３ａと、補強材３０の接合部３２ａ，３３ａと、インナサイドパネル４０のフランジ４２，４３と、をスポット溶接等で接合することで、閉断面体にすることができる。
図中、６５はフロントピラーガーニッシュである。
【００２９】
図６は図３の６−６線断面図であり、湾曲部１３における、フロントピラー１２とルーフサイドレール５０の前端部５１との関係を示す。
この図によれば、前端部５１の先部５４を、両端のフランジ５４ａ，５４ｂと中間のウエブ５４ｃとからなる、チャンネル状断面体（溝型断面体）とし、前端部５１の先部５４を、補強材３０とインナサイドパネル４０との間の中間部１４ａに通し、先部５４のフランジ５４ａ，５４ｂを補強材３０のフランジ３２，３３にスポット溶接等で接合したことが判る。
図中、６６はルーフ６１の縁部分のシール部材である。
【００３０】
図７は図３の７−７線断面図であり、補強材より後方の位置における、フロントピラー１２とルーフサイドレール５０の前端部５１との関係を示す。
この図によれば、前端部５１の傾斜部５３を、両端のフランジ５３ａ，５３ｂと中間のウエブ５３ｃとからなる、チャンネル状断面体（溝型断面体）とし、フランジ５３ａ，５３ｂをアウトサイドパネル２０の接合部２２ａ，２３ａ及びインナサイドパネル４０のフランジ４２，４３に、スポット溶接等で接合したことが判る。
【００３１】
図８は図３の８−８線断面図であり、インナサイドパネルより後方の位置における、フロントピラー１２とルーフサイドレール５０の前端部５１との関係を示す。
この図によれば、前端部５１における基部５２を概ね縦向き平板状とし、上下両端の接合部５２ａ，５２ｂを、アウトサイドパネル２０の接合部２２ａ，２３ａにスポット溶接等で接合することで、アウトサイドパネル２０とルーフサイドレール５０とによって、閉断面体にしたことが判る。
【００３２】
次に、上記構成の車体構造の作用について、図３、図４及び図６に基づき説明する。
本発明は、補強材３０よりも薄肉のルーフサイドレール５０によって、フロントピラー１２のうち湾曲部１３の位置を補強して剛性を高めるようにした。詳しくは、閉断面体からなるフロントピラー１２の中へ延したルーフサイドレール５０の前端部５１を、フロントピラー１２上部における湾曲部１３の位置において、インナサイドパネル４０と補強材３０との中間部１４ａに通して、補強材３０に接合した。前端部５１を利用して補強材３０の剛性を補うことができる。この結果、フロントピラー１２の上部のうち、応力が集中する湾曲部１３の剛性を効率良く高めることができる。しかも、補強材３０の板厚を増す必要がないので、車体重量を抑制することができる。
【００３３】
さらには、図４に示すように前端部５１を、湾曲部１３側へ延びるにつれて中間部１４ａへ向って傾斜させるとともに、湾曲部１３の位置で補強材３０のフランジ３２，３３（図６参照）に接合した。フロントピラー１２とルーフサイドレール５０との接合部分において、湾曲部１３の位置から補強材３０の後方の位置にかけての断面形状を、徐々に変化させることができる。この結果、接合部分の断面変化を抑制しつつ剛性を確保することができる。従って、接合部分の応力集中をより抑制できる。
【００３４】
なお、上記実施の形態においては、右のフロントピラー１２と右のルーフサイドレール５０との接合部分について説明したが、左のフロントピラー１２と左のルーフサイドレール５０との接合部分の構成、作用についても同様であり、説明を省略する。
【００３５】
【発明の効果】
本発明は上記構成により次の効果を発揮する。
請求項１は、閉断面体からなるフロントピラーの中へ延したルーフサイドレールの前端部を、フロントピラー上部における湾曲部の位置において、インナサイドパネルと補強材との中間部に通して、補強材に接合することで、ルーフサイドレールの前端部を利用して補強材の剛性を補うことができる。この結果、フロントピラーの上部のうち、応力が集中する湾曲部の剛性を効率良く高めることができる。しかも、補強材の板厚を増す必要がないので、車体重量を抑制することができる。
【００３６】
さらに、ルーフサイドレールの前端部を、湾曲部側へ延びるにつれてインナサイドパネルと補強材との中間部へ向って傾斜させるとともに、湾曲部の位置で補強材に接合したので、フロントピラーとルーフサイドレールとの接合部分において、湾曲部の位置から補強材の後方の位置にかけての断面形状を、徐々に変化させることができる。この結果、接合部分の断面変化を抑制しつつ剛性を確保することができる。従って、接合部分の応力集中をより抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る車両の前部の斜視図
【図２】本発明に係る右のフロントピラー並びに右のルーフサイドレールの分解図
【図３】本発明に係る右のフロントピラー並びに右のルーフサイドレールの右側面図
【図４】図３の４−４線断面図
【図５】図３の５−５線断面図
【図６】図３の６−６線断面図
【図７】図３の７−７線断面図
【図８】図３の８−８線断面図
【図９】従来のフロントピラーとルーフサイドレールとの接合部分の概要図
【符号の説明】
１０…車両、１１…車体、１２…フロントピラー、１３…湾曲部、１４…空間、１４ａ…中間部、１５…車室、２０…アウトサイドパネル、３０…補強材、４０…インナサイドパネル、５０…ルーフサイドレール、５１…ルーフサイドレールの前端部、５２…基部、５３…傾斜部、２２，２３，３２，３３，４２，４３，５３ａ，５３ｂ，５４ａ，５４ｂ…フランジ、５４…先部、６１…ルーフ、ｒａ…曲率半径、θ…角度。

Claims

フロントピラーの上端を湾曲させつつ後方へ延し、その湾曲部の後端から後方へルーフサイドレールを延し、このルーフサイドレールにてルーフを支える車体であって、前記フロントピラーを、車体側面のアウトサイドパネルと補強材と車室側のインナサイドパネルとからなる閉断面体とした車体構造において、
前記ルーフサイドレールは、
前記補強材より後方の位置で前記インナサイドパネルに重ねて接合され、前記湾曲部側へ延びるにつれて前記インナサイドパネルと前記補強材との中間部へ向って傾斜した前端部を有し、
前記フロントピラーは、
前記湾曲部の前側部位において、前記アウトサイドパネルと、前記補強材と、前記インナサイドパネルとの各フランジをこの順で重ねて接合して２つの閉断面を形成し、
前記湾曲部の後側部位において、前記アウトサイドパネルと、前記ルーフサイドレールと、前記インナサイドパネルとの各フランジをこの順で重ねて接合して２つの閉断面を形成し、
前記湾曲部において、前記ルーフサイドレールの前端部を、前記中間部に通し、かつ、前記前端部のフランジを、前記補強材のフランジのうち、前記アウトサイドパネル及び前記インナサイドパネルの各フランジとの接合箇所を避けた部位に接合して、前記アウトサイドパネル、前記補強材、前記前端部及び前記インナサイドパネルで３つの閉断面を形成したことを特徴とする車体構造。