JP2003002236A - 自動車の車体上部構造 - Google Patents

自動車の車体上部構造

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JP2003002236A JP2001184594A JP2001184594A JP2003002236A JP 2003002236 A JP2003002236 A JP 2003002236A JP 2001184594 A JP2001184594 A JP 2001184594A JP 2001184594 A JP2001184594 A JP 2001184594A JP 2003002236 A JP2003002236 A JP 2003002236A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ルーフサイドレールとセンターピラー相互
の荷重伝達性の向上を図る。 【解決手段】 ルーフサイドレール１に作用する下向き
の曲げ荷重は、その閉断面内の縦リブ壁７が上下方向の
座屈荷重として受けるため、該ルーフサイドレール１の
抗力が高く、しかも、この下向きの曲げ荷重をセンター
ピラー９のピラーアウタ１０のショルダー部１２と複数
の縦リブ壁１３とによりセンターピラー９の軸方向で受
けて、該センターピラー９全体に効率よく分散伝達され
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は自動車の車体上部構
造、とりわけ、ルーフ側部の前後方向骨格メンバを構成
するルーフサイドレールと、車体側部の上下方向骨格メ
ンバを構成するセンターピラーとの結合部周りの構造に
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の自動車の車体上部構造として、例
えば特開２０００−３１３３５３号公報に示されている
ように、車体の側部パネルをセンターピラー部分で前後
に２分割し、前部パネルにはセンターピラーアウタを一
体形成すると共に、該センターピラーアウタとルーフサ
イドレールとの連設部分に係合リブを形成する一方、後
部パネルにはセンターピラーインナを一体形成すると共
に、該センターピラーインナとルーフサイドレールとの
連設部分に係合凹部を形成し、これら前、後部パネルを
センターピラー部分で車幅方向に重ね合わせると共に、
係合リブと係合凹部とを係合させて、継目部分を溶接し
て結合することによってルーフサイドレールとセンター
ピラーとを一体に構成するようにしたものが知られてい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】車両のオフセット前面
衝突やルーフ圧壊時にはルーフサイドレールに下向きの
荷重が作用する一方、車両の側面衝突時にはセンターピ
ラーにルーフサイドレールに対して突上げ方向に荷重が
作用することはよく知られているところであるが、前記
従来のようにルーフサイドレールとセンターピラーとを
一体に構成した場合であっても、ルーフサイドレールと
センターピラーとの相互で荷重を効率よく伝達する工夫
がなされていないため、これらルーフサイドレール又は
センターピラーが局部的に大きく変形する可能性があ
り、これを回避するために各パネル板厚を増大したり剛
性の高いパネル材を用いる必要があって、コスト的にお
よび重量的に不利となってしまうことは否めない。
【０００４】そこで、本発明はルーフサイドレールとセ
ンターピラー相互の荷重伝達性に優れ、衝突時あるいは
ルーフ圧壊時にこれらルーフサイドレール又はセンター
ピラーの局部的変形を小さく抑制することができる自動
車の車体上部構造を提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明にあって
は、閉断面に形成したルーフサイドレールにその上、下
壁に跨って形成される縦リブ壁を設ける一方、ルーフサ
イドレールに結合されるセンターピラーのピラーアウタ
の上端部に、ルーフサイドレールの下壁と外側壁との連
設コーナー部に外嵌してルーフサイドレールを支持する
ショルダー部を形成すると共に、該ピラーアウタの内面
側に、前後方向に離間してそれぞれ前記ショルダー部の
成形基部から下方に延在して上端がルーフサイドレール
の下壁に当接し、かつ、上下方向から見て該ルーフサイ
ドレールの縦リブ壁と交差する位置まで車幅方向内側に
張り出した複数の縦リブ壁を設けたことを特徴としてい
る。
【０００６】請求項２の発明にあっては、請求項１に記
載のピラーアウタの内面側に、その複数の縦リブ壁と交
差して連設する横リブ壁を設けたことを特徴としてい
る。
【０００７】請求項３の発明にあっては、請求項１，２
に記載の自動車の車体上部構造であって、ルーフサイド
レールの縦リブ壁を、閉断面中心から車幅方向内側にオ
フセットした位置に設けたことを特徴としている。
【０００８】請求項４の発明にあっては、請求項１〜３
に記載の自動車の車体上部構造であって、ルーフサイド
レールの下壁に、ピラーアウタのショルダー部の成形基
部に対応する位置に上方に凸の屈曲部を設けたことを特
徴としている。
【０００９】請求項５の発明にあっては、請求項４に記
載の自動車の車体上部構造であって、ピラーアウタの縦
リブ壁の上端を、その車幅方向外側の縁部がショルダー
部の成形基部よりも僅かに上方に突出してルーフサイド
レールの下壁の屈曲部に係合し、この屈曲部との当接点
から車幅方向内側に至るにしたがって前記下壁から離間
するように該下壁に対して所要の開き角度をもって形成
したことを特徴としている。
【００１０】請求項６の発明にあっては、請求項１〜５
に記載の自動車の車体上部構造であって、ルーフサイド
レールを軽量金属材料をもって一体に押出し成形する一
方、ピラーアウタを軽量金属材料をもって一体に鋳造成
形したことを特徴としている。
【００１１】
【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、車両の
前面衝突又はルーフ圧潰によってルーフサイドレールの
センターピラーとの結合部分に下向きに作用する荷重
は、該ルーフサイドレールの縦リブ壁が上下方向の座屈
荷重として受けるため該ルーフサイドレールの抗力が高
く、しかも、該ルーフサイドレールに下向きに作用する
荷重をセンターピラーのピラーアウタのショルダー部
と、ルーフサイドレールの縦リブ壁と交差配置した該ピ
ラーアウタの複数の縦リブ壁でセンターピラーの軸方向
に受ける。
【００１２】この時、センターピラーは複数の縦リブ壁
によって車幅方向の曲げ剛性が高められているため、前
記荷重は該センターピラー全体に効率よく分散伝達さ
れ、ルーフサイドレールの局部的な変形を小さく抑制す
ることができる。
【００１３】また、側面衝突によりセンターピラーに内
側への倒れ荷重が作用すると、前述とは逆行してルーフ
サイドレールに対して突上げ方向の荷重として効率よく
分散伝達できて、センターピラーのルーフサイドレール
との結合部分の局部的な変形を防止して内倒れを抑制す
ることができる。
【００１４】この結果、前記何れの入力発生時にあって
もドアウインドウパネルの破損を防止できると共に、車
室の居住空間を十分に確保することができる。
【００１５】請求項２に記載の発明によれば、請求項１
の発明の効果に加えて、センターピラーはそのピラーア
ウタの複数の縦リブ壁が横リブ壁によって支持されてい
るため、これら縦リブ壁の前後方向の曲げ変形が抑制さ
れ、荷重伝達性を向上することができる。
【００１６】請求項３に記載の発明によれば、請求項
１，２の発明の効果に加えて、ルーフサイドレールとセ
ンターピラー上端との結合部分における高剛性の荷重伝
達域を車幅方向に拡大できるため、荷重伝達性を更に高
めることができる。
【００１７】請求項４に記載の発明によれば、請求項１
〜３の発明の効果に加えて、ルーフサイドレールの下壁
の屈曲部にセンターピラーのピラーアウタに設けたショ
ルダー部の成形基部を整合させることで相互の車幅方向
の位置決めが行え、組付作業性を向上することができ
る。
【００１８】請求項５に記載の発明によれば、請求項４
の発明の効果に加えて、ルーフサイドレールの下壁に対
してセンターピラーのピラーアウタはその縦リブ壁の上
端が一部分で当接するだけであるため、これらルーフサ
イドレールとセンターピラーとの組付時における部品精
度の誤差を吸収できて、組付作業性を更に向上できる。
【００１９】また、前記下壁とはピラーアウタの縦リブ
壁上端の一部分が当接するだけであるため、車両走行時
のルーフサイドレール、センターピラー相互の曲げ変形
あるいは捩り変形による擦れ異音の発生を回避すること
ができる。
【００２０】請求項６に記載の発明によれば、請求項１
〜５の発明の効果に加えて、ルーフサイドレールおよび
センターピラーのピラーアウタを、軽量金属材料をもっ
て押出し成形、鋳造成形により一体成形してあるため、
これら両部品を設計通りに容易に構成することができ
る。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面と
共に詳述する。
【００２２】図１〜４において、１はルーフ側部の前後
方向骨格メンバを構成するルーフサイドレールを示し、
上壁２と下壁３およびこれらを連設する外側壁４と内側
壁５とにより閉断面に形成してある。
【００２３】上壁２にはルーフパネル８の側縁部を接合
する段部６を形成してあり、閉断面内にはこの段部６の
隅角部と下壁３とに跨って略垂直の縦リブ壁７を形成し
てある。
【００２４】このルーフサイドレール１は本実施形態に
あっては、例えばアルミ合金等の軽量金属材料をもって
一体に押出し成形してあり、後述するセンターピラー９
との結合部から前方の部分はなだらかに下方に傾斜して
フロントピラーアッパ１Ａを構成している。
【００２５】９はピラーアウタ１０とピラーインナ１１
とで閉断面に形成されて、車体側部の上下方向骨格メン
バを構成するセンターピラーを示している。
【００２６】ピラーアウタ１０の上端部には、ルーフサ
イドレール１の下壁３と外側壁４との連設コーナー部に
外嵌して該ルーフサイドレール１を支持する略Ｌ字形断
面のショルダー部１２を車外側に張り出して形成してあ
り、該ショルダー部１２の上端末をルーフサイドレール
１の外側壁４に溶接してある。
【００２７】一方、ピラーインナ１１はその上端末をル
ーフサイドレール１の内側壁５に溶接してある。
【００２８】図３に前記溶接部分を何れも符号Ｗで示し
ている。
【００２９】前記ピラーアウタ１０の内面側には、前後
方向に離間してそれぞれ前記ショルダー部１２の成形基
部１２ａから下方に延在して上端がルーフサイドレール
１の下壁３に当接し、かつ、該ルーフサイドレール１の
縦リブ壁７と交差する位置まで車幅方向内側に張り出し
た複数の縦リブ壁１３を一体に形成してある。
【００３０】本実施形態では縦リブ壁１３を２つ設けた
例を示しているがこれ以上であってもよい。
【００３１】また、この縦リブ壁１３は下方に至るにし
たがってピラーアウタ１０の側壁１０ａの内面に面一に
連なるように漸次突出量を減少させている。
【００３２】ピラーアウタ１０の内面側には、これら複
数の縦リブ壁１３，１３に交差して連設する横リブ壁１
４を、該ピラーアウタ１０の前、後壁１０ｂ，１０ｃに
跨って形成してある。
【００３３】本実施形態では横リブ壁１４を縦リブ壁１
３の上端に近いピラーアウタ上側部に１つ設けた例を示
しているが、これも上下方向に複数を多段状に設けても
よい。
【００３４】前記ルーフサイドレール１の下壁３には、
ピラーアウタ１０のショルダー部１２の成形基部１２ａ
に対応する位置に上方に比較的低く凸となる屈曲部３ａ
を設けて、該下壁３を浅い断面略への字状に形成してあ
る。
【００３５】一方、前記ピラーアウタ１０の縦リブ壁１
３の上端は、その車幅方向外側の縁部がショルダー部１
２の成形基部１２ａよりも僅かに上方に突出してルーフ
サイドレール１の下壁３の屈曲部３ａに係合し、この屈
曲部３ａとの当接点から車幅方向内側に至るにしたがっ
て前記下壁３から僅かな距離Ｓをもって離間するよう
に、該下壁３に対して所要の開き角度をもって形成して
ある。
【００３６】本実施形態では前記ルーフサイドレール１
の縦リブ壁７は、該ルーフサイドレール１の閉断面中心
０から車幅方向内側にオフセットした位置に設けてあ
り、従って、ピラーアウタ１０の縦リブ壁１３はその上
端が上下方向から見て前記ルーフサイドレール１の縦リ
ブ壁７と交差する位置までピラーインナ１１に近接して
設けられる。
【００３７】前記ピラーアウタ１０およびピラーインナ
１１は、本実施形態にあっては何れもアルミ合金等の軽
量金属材料をもって一体に鋳造成形してあり、これらピ
ラーアウタ１０、ピラーインナ１１を車幅方向に突合わ
せてフランジ部分で溶接して接合してある。
【００３８】図１，２において、１６は前記ルーフサイ
ドレール１の略前半部のフロントピラーアッパ１Ａの前
端部を接合してフロントピラー１５を構成するフロント
ピラーロアを示し、該フロントピラーロア１６はフロン
トピラーアッパ１Ａと同様の軽量金属材料をもって開断
面に鋳造成形してある。
【００３９】フロントピラーロア１６はこのように鋳造
成形されてそれ自体は開断面となっているが、車体サイ
ド構成体１７のダッシュサイド１８の外側面に重合して
周縁部分を接合して閉断面を形成している。
【００４０】車体サイド構成体１７はダッシュサイド１
８と、サイドシル１９のシルインナ１９Ｂと、センター
ピラー９のピラーインナロア１１Ｒと一体にアルミ合金
等の軽量金属材料をもって鋳造成形してある。
【００４１】また、サイドシル１９のシルアウタ１９Ａ
も車体サイド構成体１７と同様に軽量金属材料をもって
鋳造成形してあり、前記センターピラー９のピラーアウ
タ１０の下部前端とフロントピラーロア１６の下部後端
とをシルアウタ１９Ａを介して溶接して結合する一方、
センターピラー９のピラーインナ１１の下端をピラーイ
ンナロア１１Ｒの上端に溶接して結合してそれぞれサブ
アッセンブリした状態で、これらフロントピラーロア１
６、シルアウタ１９Ａ、ピラーアウタ１０を、対応する
車体サイド構成体１７側のダッシュサイド１８、シルイ
ンナ１９Ｂ、ピラーインナおよびピラーインナロア１
１，１１Ｒに突合わせて溶接して結合してある。
【００４２】以上の実施形態の構造によれば、ルーフサ
イドレール１に図２に示すように前面衝突入力Ｆ１やル
ーフ圧壊入力Ｆ２が作用すると、センターピラー９との
結合部周りに発生する下向きの曲げモーメントＭａによ
り下向きの曲げ荷重Ｆａが発生して、該ルーフサイドレ
ール１はセンターピラー９とフロントピラー１５との間
で同図に鎖線で示すように下側へ大きく曲げ変形する傾
向となる。
【００４３】しかし、本実施形態によれば前述のように
ルーフサイドレール１の閉断面内にはその上、下壁２，
３に跨って略垂直の縦リブ壁７が存在していて、この縦
リブ壁７が前記曲げ荷重Ｆａを上下方向の座屈荷重とし
て受けるため該ルーフサイドレール１の上下方向の曲げ
荷重に対する抗力が高く、しかも、センターピラー９と
の結合部分では、前記下向きに作用する荷重Ｆａをピラ
ーアウタ１０のショルダー部１２と、ルーフサイドレー
ル１の縦リブ壁７と交差配置した該ピラーアウタ１０の
複数の縦リブ壁１３とによりセンターピラー９の軸方向
に受ける。
【００４４】この時、センターピラー９は前記複数の縦
リブ壁１３によって車幅方向の曲げ剛性が高められてい
るため、車幅方向の曲げ変形が抑制されて前記荷重Ｆａ
が該センターピラー９の全体に効率よく分散伝達され、
該センターピラー９からこれに連なるフロア前後方向骨
格メンバであるサイドシル１９へ分散伝達される。
【００４５】従って、ルーフサイドレール１の局部的な
変形を小さく抑制することができる。
【００４６】一方、側面衝突により図５に示すようにセ
ンターピラー９に内側への倒れ荷重Ｆ３が作用すると、
前述とは逆行してこの荷重Ｆ３はピラーアウタ１０のシ
ョルダー部１２および複数の縦リブ壁１３を介して、縦
リブ壁７により上下方向曲げ剛性が高められたルーフサ
イドレール１に対して突上げ方向の荷重として効率よく
分散伝達され、従って、センターピラー９のルーフサイ
ドレール１との結合部分の局部的な変形を防止して、同
図の鎖線で示すように該センターピラー９の内倒れを小
さく抑制することができる。
【００４７】この結果、前記何れの入力Ｆ１，Ｆ２，Ｆ
３の発生時にあっても、ルーフサイドレール１又はセン
ターピラー９の変形を小さく抑制して、図外のドアウイ
ンドウパネルやフロントウインドシールドの破損を防止
できると共に、車室の居住空間を十分に確保することが
できる。
【００４８】ここで、特に本実施形態にあっては、前記
センターピラー９はそのピラーアウタ１０の複数の縦リ
ブ壁１３が横リブ壁１４によって支持されているため、
これら縦リブ壁１３の前後方向の曲げ変形が抑制されて
いることと併せて、ルーフサイドレール１の縦リブ壁７
の車幅方向内側へのオフセット配設によって、該ルーフ
サイドレール１とセンターピラー９上端との結合部分に
おける高剛性の荷重伝達域を車幅方向に拡大してあるこ
とによって、これらルーフサイドレール１とセンターピ
ラー９相互の荷重伝達性を更に高めることができる。
【００４９】しかも、ルーフサイドレール１およびセン
ターピラー９のピラーアウタ１０は、何れも軽量金属材
料をもって押出し成形、鋳造成形により一体成形してあ
るため、これら両部品を設計通りに容易に構成できて所
期する荷重伝達性能を得ることができる。
【００５０】また、ルーフサイドレール１とセンターピ
ラー９との組付け時には、該ルーフサイドレール１の下
壁３の屈曲部３に、ピラーアウタ１０のショルダー部１
２の成形基部より僅かに突出した縦リブ壁１３の縁部を
係合して整合させることで、ルーフサイドレール１、セ
ンターピラー９相互の車幅方向の位置決めが行えること
と併せて、前記ルーフサイドレール１の下壁３に対し
て、センターピラー９のピラーアウタ１０はその縦リブ
壁１３の上端が前記屈曲部３の部分で当接するだけであ
るため、これらルーフサイドレール１とセンターピラー
９との組付時における部品精度の誤差を吸収できること
によって、ルーフサイドレール１とセンターピラー９と
の組付作業性を向上することができる。
【００５１】更に、前述のようにルーフサイドレール１
の下壁３とはピラーアウタ１０の縦リブ１３の上端の一
部分が当接するだけであるため、車両走行時のルーフサ
イドレール１およびセンターピラー９相互の曲げ変形あ
るいは捩り変形による擦れ異音の発生を回避することが
できる。
【００５２】前記実施形態ではセンターピラー９のピラ
ーアウタ１０の縦リブ壁１３は、該ピラーアウタ１０の
下半部にまで延在させているが、例えば図６に示すよう
にピラーアウタ１０の上側部分に形成領域をとどめて、
図外のシートベルトアンカ等のピラー内部品の配設スペ
ースを確保するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す分解斜視図。
【図２】同実施形態の組付状態を示す側面図。
【図３】図２のＡ−Ａ線に沿う断面図。
【図４】図３のＢ−Ｂ線に沿う断面図。
【図５】同実施形態の側面衝突時における作用を説明す
る断面図。
【図６】本発明の第２実施形態を示す図５と同様の断面
図。
【符号の説明】
１…ルーフサイドレール ３…下壁 ３ａ…屈曲部 ４…外側壁 ７…ルーフサイドレールの縦リブ壁 ９…センターピラー １０…ピラーアウタ １２…ショルダー部 １３…ピラーアウタの縦リブ壁 １４…ピラーアウタの横リブ壁

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 閉断面に形成したルーフサイドレールに
    その上、下壁に跨って形成される縦リブ壁を設ける一
    方、 ルーフサイドレールに結合されるセンターピラーのピラ
    ーアウタの上端部に、ルーフサイドレールの下壁と外側
    壁との連設コーナー部に外嵌してルーフサイドレールを
    支持するショルダー部を形成すると共に、 該ピラーアウタの内面側に、前後方向に離間してそれぞ
    れ前記ショルダー部の成形基部から下方に延在して上端
    がルーフサイドレールの下壁に当接し、かつ、上下方向
    から見て該ルーフサイドレールの縦リブ壁と交差する位
    置まで車幅方向内側に張り出した複数の縦リブ壁を設け
    たことを特徴とする自動車の車体上部構造。
  2. 【請求項２】 ピラーアウタの内面側に、その複数の縦
    リブ壁と交差して連設する横リブ壁を設けたことを特徴
    とする請求項１に記載の自動車の車体上部構造。
  3. 【請求項３】 ルーフサイドレールの縦リブ壁を、閉断
    面中心から車幅方向内側にオフセットした位置に設けた
    ことを特徴とする請求項１，２に記載の自動車の車体上
    部構造。
  4. 【請求項４】 ルーフサイドレールの下壁に、ピラーア
    ウタのショルダー部の成形基部に対応する位置に上方に
    凸の屈曲部を設けたことを特徴とする請求項１〜３の何
    れかに記載の自動車の車体上部構造。
  5. 【請求項５】 ピラーアウタの縦リブ壁の上端を、その
    車幅方向外側の縁部がショルダー部の成形基部よりも僅
    かに上方に突出してルーフサイドレールの下壁の屈曲部
    に係合し、この屈曲部との当接点から車幅方向内側に至
    るにしたがって前記下壁から離間するように該下壁に対
    して所要の開き角度をもって形成したことを特徴とする
    請求項４に記載の自動車の車体上部構造。
  6. 【請求項６】 ルーフサイドレールを軽量金属材料をも
    って一体に押出し成形する一方、ピラーアウタを軽量金
    属材料をもって一体に鋳造成形したことを特徴とする請
    求項１〜５の何れかに記載の自動車の車体上部構造。
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