JP5114447B2 - 車体上部構造 - Google Patents

Description

本発明は、ルーフレールおよびピラーが接合されてインナ骨格が形成された車体上部構造に関する。

車体上部構造は、ルーフレールの外端部をセンタピラーの上端部に重ね合わせて接合するとともに、接合された部位に断面略コ字状の溝部が形成されている。
この車体上部構造は、ルーフレールおよびセンタピラーがそれぞれ閉断面に形成されている。

ところで、ルーフレールの閉断面およびセンタピラーの閉断面は、ルーフレールの外端部をセンタピラーの上端部に接合した部位（すなわち、断面略コ字状の溝部が形成された部位）で非連続状態になり、剛性を確保することが難しい。

そこで、断面略コ字状の溝部を跨ぐ部位にルーフコーナガセット（補強部材）をボルト止めすることで、断面略コ字状の溝部（非連続状態の部位）を補強して非連続状態の部位の剛性を確保している（例えば、特許文献１参照。）。

特許第３７９６７７７号明細書

しかし、特許文献１の車体上部構造では、非連続状態の部位の剛性を確保するためにルーフコーナガセットをボルト止めする必要がある。
このように、ルーフコーナガセットをボルト止めするために、部品点数が増え、かつ、組付け作業工数が増える。

本発明は、剛性を確保することができ、かつ、部品点数を減らすとともに組付け作業工数を減らすことができる車体上部構造を提供することを課題とする。

請求項１に係る発明は、ルーフレールおよびピラーが接合されてインナ骨格が形成され、前記インナ骨格にルーフパネルおよびアウタパネルが接合された車体上部構造であって、前記ルーフレールの上部材および下部材が接合されて閉断面に形成され、前記上部材の接合端部が前記下部材の接合端部に対して車体外側に突出され、前記ピラーの内部材および外部材が接合されて閉断面に形成され、前記外部材の接合端部が前記上部材の接合端部まで延出され、かつ、前記内部材の接合端部が前記下部材の接合端部まで延出され、前記上部材および前記外部材の各接合端部が接合され、かつ、前記下部材および前記内部材の各接合端部が接合されることで、前記インナ骨格が形成されるとともに、前記各接合端部の接合部において前記各閉断面を連続させ、前記ルーフパネルの段部およびアウタパネルの段部を接合することで、各段部で断面略コ字状の溝部が形成され、前記ピラーの前記内部材のうち前記溝部の下方に、上下方向に延びる縦ビードと、車体前後方向に延びる横ビードとを有することを特徴とする。

請求項１に係る発明では、ルーフレールの上部材およびピラーの外部材の各接合端部を接合するとともに、ルーフレールの下部材およびピラーの内部材の各接合端部を接合するようにした。
よって、各接合端部が接合された接合部を閉断面に形成することができる。これにより、接合部において、ルーフレールの閉断面およびピラーの閉断面を連続させることができる。
このように、各接合端部の接合部において、ルーフレールの閉断面およびピラーの閉断面を連続させることで、各接合端部の接合部の剛性を確保することができる。

加えて、各接合端部の接合部の剛性を確保することで、各接合端部の接合部を補強部材で補強する必要がない。
これにより、補強部材を不要にできるので、部品点数を減らすとともに組付け作業工数を減らすことができる。

請求項１に係る発明では、ピラーの内部材のうち溝部の下方に、上下方向に延びる縦ビードを備えた。
これにより、ピラーに車幅方向の荷重（側突荷重）が作用した場合に、作用した荷重を縦ビードを経てルーフレールに効率よく伝えることができる。

加えて、ピラーの内部材のうち溝部の下方に、車体前後方向に延びる横ビードを備えた。
これにより、車体前後方向の荷重（前突・後突荷重）が作用した場合に、作用した荷重を横ビードを経て車体前後方向に効率よく伝えることができる。

このように、溝部の下方に縦ビードや横ビードを備えることで、溝部の下方に補強部材を設けなくても、車幅方向の荷重（側突荷重）や車体前後方向の荷重（前突・後突荷重）を効率よく伝えることができる。

本発明に係る車体上部構造を備えた車両を示す側面図である。 本発明に係る車体上部構造を示す斜視図である。 図２の３部拡大図である。 図２の４−４線断面図である。 図４の５−５線断面図である。 図４の６−６線断面図である。 本発明に係る車体上部構造のセンタピラーにアウタパネルを接合する工程を説明する図である。 本発明に係る車体上部構造のルーフレールを接合する工程を説明する図である。 本発明に係る車体上部構造のセンタピラーにルーフレールを接合する工程を説明する図である。 本発明に係る車体上部構造の縦ビードや横ビードで荷重を伝える例を説明する図である。

本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、「前」、「後」、「左」、「右」は運転者から見た方向にしたがい、前側をＦｒ、後側をＲｒ、左側をＬ、右側をＲとして示す。

実施例に係る車体上部構造１５について説明する。
図１に示すように、車両１０は、サイドシル１１と、サイドシル１１の上方に設けられたサイドドア１２と、サイドドア１２の後方に設けられたリヤフェンダ１３と、リヤフェンダ１３およびサイドドア１２の上方に設けられた車体上部構造１５とを備えている。

図２、図３に示すように、車体上部構造１５は、サイドドア１２（図１参照）の後側に設けられた門形のインナ骨格２１と、インナ骨格２１に対して交差する方向に延出されたルーフサイドレール２２と、ルーフサイドレール２２およびインナ骨格２１の上部に被せられたルーフパネル２３と、インナ骨格２１の外側部に被せられたアウタパネル２４（図４参照）とを備えている。

インナ骨格２１は、車幅方向に延出されたルーフレール２６と、ルーフレール２６の端部２６ａに上端部２７ａが連結されたセンタピラー（ピラー）２７とを備えている。

ルーフレール２６は、車幅方向に延出された上部材３１と、上部材３１の下側に設けられた下部材３２とを備えている。

上部材３１は、上側に隆起した隆起部３４と、隆起部３４の前辺に沿って設けられた前フランジ３５と、隆起部３４の後辺に沿って設けられた後フランジ３６とを備えている。
下部材３２は、下側に膨出した下膨出部４１と、下膨出部４１の前辺に沿って設けられた前フランジ４２と、下膨出部４１の後辺に沿って設けられた後フランジ４３とを備えている。

上部材３１の前フランジ３５および下部材３２の前フランジ４２が接合（スポット溶接）されるとともに、上部材３１の後フランジ３６および下部材３２の後フランジ４３が接合（スポット溶接）されている。

これにより、ルーフレール２６は、上部材３１および下部材３２が接合されて、長手方向に直交する方向の断面が閉断面に形成されている。
この状態で、上部材３１の隆起部３４および下部材３２の下膨出部４１は、間隔Ｓ１に設定されている。

図４に示すように、ルーフレール２６は、上部材３１の上接合端部（接合端部）４５が下部材３２の下接合端部（接合端部）４６に対して距離Ｌ１だけ車体外側に突出されている。

図４、図５に示すように、センタピラー２７は、上下方向に傾斜状に延出された内部材５１と、内部材５１の車体外側に設けられた外部材５２とを備えている。

内部材５１は、車室５３側に膨出された内膨出部５４と、内膨出部５４の前辺に沿って設けられた前フランジ５５と、内膨出部５４の後辺に沿って設けられた後フランジ５６とを備えている。

外部材５２は、車体外側に膨出された外膨出部６１と、外膨出部６１の前辺に沿って設けられた前フランジ６２と、外膨出部６１の後辺に沿って設けられた後フランジ６３とを備えている。

内部材５１の前フランジ５５および外部材５２の前フランジ６２が接合（スポット溶接）されるとともに、内部材５１の後フランジ５６および外部材５２の後フランジ６３が接合（スポット溶接）されている。

これにより、センタピラー２７は、内部材５１および外部材５２が接合されて、長手方向に直交する方向の断面が閉断面に形成されている。
この状態で、内部材５１の内膨出部５４および外部材５２の外膨出部６１は、間隔Ｓ２に設定されている。

外部材５２は、上外折曲部６５が車体中心側に向けて折り曲げられて、外部材５２の外接合端部（接合端部）６６が上接合端部４５まで延出されている。
内部材５１は、上湾曲部７１が車体中心側に向けて湾曲状に曲げられ、上内折曲部７２が車体中心側に向けて折り曲げられて、内部材５１の内接合端部（接合端部）７３が下接合端部４６まで延出されている。

外接合端部６６が上接合端部４５まで延出されるとともに、内接合端部７３が下接合端部４６まで延出されることで、内接合端部７３が外接合端部６６に対して距離Ｌ２だけ車体中心側に突出されている。

上接合端部４５および外接合端部６６が接合され、かつ、下接合端部４６および内接合端部７３が接合されることで、ルーフレール２６およびセンタピラー２７が接合部２８で接合されている。
ルーフレール２６およびセンタピラー２７を接合部２８で接合することで、ルーフレール２６およびセンタピラー２７でインナ骨格２１が形成されている。

図６に示すように、接合部２８は、ルーフレール２６やセンタピラー２７と同様に閉断面に形成されている。
接合部２８を閉断面に形成することで、図４に示すように、ルーフレール２６の閉断面およびセンタピラー２７の閉断面は、接合部２８において閉断面状態に連続されている。
このように、接合部２８において、ルーフレール２６の閉断面およびセンタピラー２７の閉断面を連続させることで、接合部２８の剛性を確保することができる。

加えて、接合部２８の剛性を確保することで、接合部２８を補強部材で補強する必要がない。
これにより、補強部材を不要にできるので、部品点数を減らすとともに組付け作業工数を減らすことができる。

ここで、インナ骨格２１およびルーフサイドレール２２の上部にルーフパネル２３が被せられている。
ルーフパネル２３は、車体外側の外辺にルーフ段部（段部）７６が形成されている。
また、インナ骨格２１の外側部にアウタパネル２４が被せられている。
アウタパネル２４は、上辺にアウタ段部（段部）７７が形成されている。

外部材５２の上外折曲部６５にアウタ段部７７が重ね合わされ、アウタ段部７７にルーフ段部７６が重ね合わされた状態で、上外折曲部６５、ルーフ段部７６およびアウタ段部７７が接合（スポット溶接）されている。
アウタ段部７７およびルーフ段部７６が接合されることで、アウタ段部７７およびルーフ段部７６で断面略コ字状の溝部７８が形成されている。

断面略コ字状の溝部７８の下方に内部材５１の上湾曲部７１が設けられている。そして、上湾曲部７１に、上下方向に湾曲状に延びる複数の縦ビード８１と、車体前後方向に直線状に延びる複数の横ビード８３とを備えている。
上湾曲部７１に縦ビード８１および横ビード８３を備えることで、縦ビード８１および横ビード８３が断面略コ字状の溝部７８の下方に設けられている。

ここで、上湾曲部７１は、インナ骨格２１のうち、ルーフサイドレール２２が交差する部位に設けられている。
すなわち、縦ビード８１および横ビード８３は、ルーフサイドレール２２が交差する部位に設けられている。

複数の縦ビード８１は、上湾曲部７１のうち車体前後方向の両側部において、車室５３側に膨出された部位で、上下方向（インナ骨格２１の延長方向）に湾曲状に延びる一対の補強用部位である。
一対の縦ビード８１が所定間隔をおいて設けられ、一対の縦ビード８１間に横ビード８３が設けられている。

複数の横ビード８３は、一対の縦ビード８１間において、車室５３側に膨出された部位（図４も参照）で、車体前後方向（ルーフサイドレール２２の延長方向）に直線状に延びる複数の補強用部位である。
上湾曲部７１のうち車体前後方向の両側部に一対の縦ビード８１を設け、一対の縦ビード８１間に複数の横ビード８３を設けることで、縦ビード８１および横ビード８３を上湾曲部７１にコンパクトにまとめた状態で設けることができる。

このように、上湾曲部７１に上下方向に延びる縦ビード８１を備えることで、センタピラー２７に車幅方向の荷重（側突荷重）が作用した場合に、作用した荷重を縦ビード８１を経てルーフレール２６に効率よく伝えることができる。

加えて、上湾曲部７１に車体前後方向に延びる複数の横ビード８３を備えることで、車体前後方向の荷重（前突・後突荷重）が作用した場合に、作用した荷重を横ビード８３を経てルーフサイドレール２２（車体前後方向に）に効率よく伝えることができる。

このように、溝部７８の下方に縦ビード８１や横ビード８３を備えることで、溝部７８の下方に補強部材を設けなくても、車幅方向の荷重（側突荷重）や車体前後方向の荷重（前突・後突荷重）を効率よく伝えることができる。

つぎに、車体上部構造１５のルーフレール２６およびセンタピラー２７を接合する工程を図５、図７〜図９に基づいて説明する。
図５に示すように、内部材５１の前フランジ５５および外部材５２の前フランジ６２を接合（スポット溶接）するとともに、内部材５１の後フランジ５６および外部材５２の後フランジ６３を接合（スポット溶接）する。
これにより、内部材５１および外部材５２が接合されてセンタピラー２７が形成される。

図７（ａ）に示すように、センタピラー２７（具体的には、外部材５２）の上外折曲部６５にアウタパネル２４のアウタ段部７７を矢印Ａの如く重ね合わせる。

図７（ｂ）に示すように、上外折曲部６５にアウタ段部７７を接合（スポット溶接）する。

図８（ａ），（Ｂ）に示すように、上部材３１を下部材３２に向けて矢印Ｂの如く移動する。
上部材３１の前フランジ３５および下部材３２の前フランジ４２を重ね合わせるとともに、上部材３１の後フランジ３６および下部材３２の後フランジ４３を重ね合わせる。

図８（Ｃ），（Ｄ）に示すように、上部材３１の前フランジ３５および下部材３２の前フランジ４２を接合（スポット溶接）するとともに、上部材３１の後フランジ３６および下部材３２の後フランジ４３が接合（スポット溶接）する。
これにより、上部材３１および下部材３２が接合されてルーフレール２６が形成される。

図９に示すように、上接合端部４５を外接合端部６６に矢印Ｄの如く重ね合わせるとともに、下接合端部４６を内接合端部７３に矢印Ｄの如く重ね合わせる。
上接合端部４５および外接合端部６６を接合するとともに、下接合端部４６および内接合端部７３を接合する。
これにより、ルーフレール２６およびセンタピラー２７が接合部２８で接合されてインナ骨格２１（図４参照）が形成される。

つぎに、アウタパネル２４のアウタ段部７７に、ルーフパネル２３のルーフ段部７６を矢印Ｅの如く重ね合わせる。
アウタ段部７７にルーフ段部７６を重ね合わせた状態で、アウタ段部７７およびルーフ段部７６を接合（スポット溶接）する。
これにより、アウタ段部７７およびルーフ段部７６で断面略コ字状の溝部７８（図４参照）を形成する。

つぎに、車体上部構造１５の縦ビード８１や横ビード８３で荷重を伝える例を図１０に基づいて説明する。
図１０に示すように、センタピラー２７に車幅方向の荷重（側突荷重）Ｆ１が作用した場合に、荷重Ｆ１の分力が荷重Ｆ２としてセンタピラー２７の長手方向に作用する。

荷重Ｆ２は上湾曲部７１の縦ビード８１に荷重Ｆ３として伝えられ、縦ビード８１からルーフレール２６に荷重Ｆ４として伝えられる。
このように、上湾曲部７１に縦ビード８１を設けることで、センタピラー２７に作用した荷重Ｆ２を縦ビード８１を経てルーフレール２６に荷重Ｆ４として効率よく伝えることができる。

また、ルーフサイドレール２２の後部に車体後方の荷重（後突荷重）Ｆ５が作用した場合に、荷重Ｆ５は上湾曲部７１の横ビード８３に荷重Ｆ５として伝えられ、横ビード８３からルーフサイドレール２２の車体前方側に荷重Ｆ７として伝えられる。

このように、上湾曲部７１に横ビード８３を設けることで、ルーフサイドレール２２の後部に作用した荷重Ｆ５を、横ビード８３を経てルーフサイドレール２２の車体前方側に荷重Ｆ７として効率よく伝えることができる。

さらに、上湾曲部７１に横ビード８３を設けることで、ルーフサイドレール２２の前部に作用した荷重を、横ビード８３を経てルーフサイドレール２２の車体後方側に効率よく伝えることも可能である。

なお、本発明に係る車体上部構造１５は、前述した実施例に限定されるものではなく適宜変更、改良などが可能である。
例えば、前記実施例では、ピラーとしてセンタピラー２７を例示したが、これに限らないで、例えば、フロントピラーやリヤピラーなどの他のピラーに適用することも可能である。

また、前記実施例では、複数の縦ビード８１および複数の横ビード８３を例示したが、これに限らないで、例えば、単数の縦ビード８１および単数の横ビード８３を設けることも可能である。

さらに、前記実施例では、縦ビード８１および横ビード８３の両方を設けた例について説明したが、これに限らないで、縦ビード８１および横ビード８３のいずれか一方を設けることも可能である。

また、前記実施例で示したインナ骨格２１、ルーフパネル２３、アウタパネル２４、ルーフレール２６、センタピラー２７、接合部２８、上部材３１、下部材３２、上接合端部４５、下接合端部４６、内部材５１、外部材５２、外接合端部６６、内接合端部７３、ルーフ段部７６、アウタ段部７７、溝部７８、縦ビード８１および横ビード８３などの形状は例示したものに限定するものではなく適宜変更が可能である。

本発明は、ルーフレールおよびピラーが接合されてインナ骨格が形成された車体上部構造を備えた自動車への適用に好適である。

１５…車体上部構造、２１…インナ骨格、２３…ルーフパネル、２４…アウタパネル、２６…ルーフレール、２７…センタピラー（ピラー）、２８…接合部、３１…上部材、３２…下部材、４５…上接合端部（接合端部）、４６…下接合端部（接合端部）、５１…内部材、５２…外部材、６６…外接合端部（接合端部）、７３…内接合端部（接合端部）、７６…ルーフ段部（段部）、７７…アウタ段部（段部）、７８…溝部、８１…縦ビード、８３…横ビード。

Claims (1)

1. ルーフレールおよびピラーが接合されてインナ骨格が形成され、前記インナ骨格にルーフパネルおよびアウタパネルが接合された車体上部構造であって、
   前記ルーフレールの上部材および下部材が接合されて閉断面に形成され、
   前記上部材の接合端部が前記下部材の接合端部に対して車体外側に突出され、
   前記ピラーの内部材および外部材が接合されて閉断面に形成され、
   前記外部材の接合端部が前記上部材の接合端部まで延出され、かつ、前記内部材の接合端部が前記下部材の接合端部まで延出され、
   前記上部材および前記外部材の各接合端部が接合され、かつ、前記下部材および前記内部材の各接合端部が接合されることで、前記インナ骨格が形成されるとともに、前記各接合端部の接合部において前記各閉断面を連続させ、
   前記ルーフパネルの段部およびアウタパネルの段部を接合することで、各段部で断面略コ字状の溝部が形成され、
   前記ピラーの前記内部材のうち前記溝部の下方に、上下方向に延びる縦ビードと、車体前後方向に延びる横ビードとを有することを特徴とする車体上部構造。

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