JP3796777B2

JP3796777B2 - 自動車の上部車体構造

Info

Publication number: JP3796777B2
Application number: JP26480895A
Authority: JP
Inventors: 勝美江島
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1995-09-18
Filing date: 1995-09-18
Publication date: 2006-07-12
Anticipated expiration: 2015-09-18
Also published as: JPH0976938A; DE19638156A1; DE19638156B4; US5873618A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車体のルーフパネルとサイドフレームの接続部に車体前後方向に延びる上方開口の断面略コ字状溝部を有する所謂モヒカンルーフの自動車において側突時のセンタピラー部の変形を抑制するための上部車体構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車のルーフ構造の一つにモヒカンルーフと呼ばれるものがある。モヒカンルーフとは、サイドフレームの上端にルーフサイドレールアウタの半レール部分を設け、ルーフパネルの側端にルーフサイドレールアウタの他の半レール部分を設けて、それら両半レール部分においてサイドフレームとルーフパネルとを接合し、その接合部分に車体前後方向に延びる上方開口の断面略コ字状溝部（モヒカン溝部）を設けたものである。ルーフパネルの内側には車幅方向にルーフレインフォースメントが延設される。また、センタピラー部は、センタピラーアウタとセンタピラーインナとで構成され、ルーフサイドレールアウタの下方でセンタピラーインナの内側にはルーフサイドレールインナが配置される。
【０００３】
それに対し、モヒカンルーフでない通常ルーフ構造の自動車の場合は、例えば実開平１−５７９６７号公報に示されているようにルーフパネルがサイドボデー上端まで延設されてルーフサイドレールに接合され、ルーフレインフォースメントおよびセンタピラー部がやはりルーフサイドレールに接合される。なお、実開平１−５７９６７号公報に示されたものでは、ルーフレインフォースメントの側端部において、ブレースルーフアウタとブレースルーフインナによりルーフサイド閉断面を形成している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
自動車が側突を受けると、車体側方からサイドボデーに荷重が加わり、その荷重がセンタピラー部にも作用する。そのため、センタピラー部の剛性が十分でない場合には、その側突時に作用する荷重によってセンタピラー部が変形する恐れがある。そして、特にモヒカンルーフ車の場合は、ルーフサイドレール部にモヒカン溝部があって、センタピラー部に作用する荷重のルーフレインフォースメントへの伝達が妨げられて、溝部に応力が集中し、しかも、その溝部が位置するルーフサイドレール部が分断構造であるため、側突時の荷重によるセンタピラー部の変形が大きくなりやすい。
【０００５】
本発明はこのような問題点ないしは課題を解決するものであって、モヒカンルーフ車において簡単な構造により側突時のセンタピラー部の変形を抑制することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上述のモヒカンルーフ車において、ルーフパネルの内側を車幅方向に延びるルーフレインフォースメントを設け、該ルーフレインフォースメントを、その長手方向に直交する断面にて下方に突出する突出部を有する断面構造とし、かつ、その両側端がサイドフレームの内側を車体上下方向に延びるセンタピラー部の上端と車体前後方向において一致する配置とするとともに、ルーフレインフォースメントとセンタピラー部とを車体両側の溝部を内側から跨いで結合するルーフコーナガセットを設け、該ルーフコーナガセットを、少なくともルーフレインフォースメントへの結合位置からセンタピラー部への結合位置の間に亘って、ルーフレインフォースメントへの結合面部を含み、少なくとも該結合面部においてルーフレインフォースメントの突出部の幅と略同幅とした本体底面部と、該本体底面部の車体前後方向の両端から下方に延びる前側および後側の側壁部と、前側の側壁部の下端から車体前方に向けて延びる前側のフランジ部および後側の側壁部の下端から車体後方に向けて延びる後側のフランジ部を有する構造とし、該ルーフコーナガセットの結合面部をルーフレインフォースメントへの結合位置にてルーフレインフォースメントの突出部の下面に当接配置し、車体前後方向に並ぶ複数箇所でルーフレインフォースメントに結合したことを特徴とする自動車の上部車体構造を提供するものであり、また、同様の構成で、ルーフコーナガセットを、一端にルーフレインフォースメントの突出部の下面に当接配置して車体前後方向に並ぶ複数箇所でルーフレインフォースメントに結合する本体部分を有するとともに、少なくともルーフレインフォースメントへの結合位置からセンタピラー部への結合位置の間に亘って、複数の結合箇所の間に、ルーフレインフォースメントとの間に閉断面を形成する下方膨出部を有する構造としたことを特徴とする自動車の上部車体構造を提供するものである。このようなルーフコーナガセットを設けることにより、側突時にセンタピラー部に作用する荷重をルーフコーナガセットを介してルーフレインフォースメント側に有効に伝達でき、モヒカン溝部（ルーフサイドレール部）に荷重が集中しセンタピラー部が大きく変形するのを抑制できる。しかも、そのための構造は簡単である。
【０００７】
ここで、ルーフコーナガセットは、センタピラー部に対しセンタピラーインナとルーフサイドレールインナとの合わせ部において接合するのがよく、そうすることにより、ルーフコーナガセットによるルーフレインフォースメントとセンタピラー部との結合構造を閉断面構造とし結合強度を向上させることができる。
【０００８】
また、ルーフコーナガセットのルーフレインフォースメント並びにセンタピラー部への接合は、ボルト等の締結手段によって行うのがよく、そうした場合、ルーフコーナガセットの接合はルーフレインフォースメント接合後に行うことになるので、容易かつ簡単に接合が可能である。
【０００９】
また、ルーフコーナガセットは、少なくともルーフレインフォースメントへの接合位置からセンタピラー部への接合位置の間に亘って、これら両接合位置を連ねる方向に直交する断面が連続して略コ字状部を含む構造とするのがよく、そうすることにより、ルーフコーナガセットの剛性を高めることができる。
【００１０】
また、ルーフコーナガセットは車体両側に設けるのがよく、また、ルーフレインフォースメントは、少なくとも車体両側のルーフコーナガセットへの接合位置の間に亘って、これら両接合位置を連ねる方向に直交する断面が連続して閉断面を呈する構造とするのがよく、そうすることにより、ルーフレインフォースメントを介する荷重伝達性を高めて側突時のセンタピラーの変形をより効果的に抑制できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施の形態の一例に係る自動車の上部車体構造を車幅方向の断面で示すスケルトン図であり、図２は図１のＡ−Ａ断面で示すスケルトン図である。また、図３は図１および図２に示す上部車体構造の要部を破線にて示す車体上部の外観斜視図であり、図４は図３のＢ部内部詳細構造を示す拡大分解斜視図である。また、図５は図１〜図４に示す例において使用するルーフコーナガセットの斜視図である。図１は図３のＣ−Ｃ断面に相当する。
【００１２】
図１に示す自動車の上部車体構造は、モヒカンルーフであって、サイドフレームアウタ１の上端にルーフサイドレールアウタ２の半レール部分２ａが一体形成され、ルーフパネル３の側端にルーフサイドレールアウタ２の他の半レール部分２ｂが一体形成されて、それら両半レール部分２ａ，２ｂにおいて溶接によりサイドフレームアウタ１とルーフパネル３とが接合され、ルーフサイドレールアウタ２が形成されている。そして、このルーフサイドレールアウタ２の部分が車体前後方向に延びるモヒカン溝部４を構成している。また、ルーフパネル３の内側には、車幅方向にルーフレインフォースメント５が延設されている。また、センタピラーアウタ６とセンタピラーインナ７とでセンタピラー部８が構成されている。そして、ルーフサイドレールアウタ２の下方でセンタピラーインナ７の内側にルーフサイドレールインナ９が配設されている。
【００１３】
上記モヒカンルーフの車体構造において、ルーフレインフォースメント５は、両側端がセンタピラー部８の上端と車体前後方向において一致する位置に配置されている。そして、車体両側のモヒカン溝部４を内側から跨ぐ位置にそれぞれルーフコーナガセット１０が設けられ、それらルーフコーナガセット１０によって、ルーフレインフォースメント５と車体両側のセンタピラー部８とが結合されている。
【００１４】
車体両側に配置された上記ルーフコーナガセット１０は、一端側がそれぞれの側のセンタピラー部８に対し、各センタピラーインナ７とルーフサイドレールインナ９との合わせ部においてルーフサイドレールインナ９を挟んでボルト１１で締結され、他端側がルーフレインフォースメント５に対しボルト１２で締結されている。
【００１５】
ルーフレインフォースメント５は、長手方向に直交する断面が略コ字状の本体部分５ａと、その断面コ字状の本体部分５ａの開口端から両側へフランジ状に延設されたフランジ延設部５ｂと、長手方向両端の平板状の端部接合部５ｃとからなるもので、開口端を上方に向けて配置され、フランジ状の両延設部５ｂが充填材（接着剤）によりルーフパネル３の内面に接合されるとともに、両端の端部接合部５ｃがサイドフレームアウタ１の上端に形成された半レール部分２ａとルーフパネル３の側端に形成された半レール部分２ｂとに挟まれて、センタピラーアウタ６およびセンタピラーインナ７の上端接合部と共に５枚重ねで溶接されている。
【００１６】
ルーフコーナガセット１０は、ルーフレインフォースメント５への締結位置とセンタピラー部８への締結位置を連ねる方向（車幅方向）に直交する断面が、全長に亘り連続して略コ字状で、下方が開口し、かつ、そのコ字状断面の側壁高さがルーフレインフォースメント５への締結位置に近い内端部からセンタピラー部８の側の外端部へ向けて大きくされたガセット本体１０ａと、そのガセット本体１０ａの開口端から両側へフランジ状に延設されたフランジ延設部１０ｂと、ガセット本体１０ａのセンタピラー部８の側の端面において両側壁部の外側へフランジ状に延設された端面側方締結フランジ部１０ｃと、同じくガセット本体１０ａのセンタピラー部８の側の端縁においてコ字状断面の底面部から内側へ向けフランジ状に延設された端面中央締結フランジ部１０ｄとからなるものであって、ルーフレインフォースメント５へ締結する側の本体底面部に一対のボルト穴１０ｅが形成され、また、両側の端面側方締結フランジ部１０ｃと端面中央締結フランジ部１０ｄにそれぞれボルト穴１０ｅが形成されている。
【００１７】
ルーフレインフォースメント５とルーフコーナガセット１０との接合構造は、他に様々なものが可能である。図６にその例を示す。
【００１８】
図６の（ａ）に示す例は、ルーフレインフォースメント５を、ルーフパネル３に対し図２の例とは逆に開口端を下方に向けて接合するものであって、本体部分５ａは長手方向に直交する断面が略コ字状で、その開口端から両側へフランジ延設部５ｂが延設されている。そして、ルーフレインフォースメント５は本体部分５ａがルーフパネル３の内面に接合される。また、ルーフコーナガセット１０は、断面略コ字状で、図２の例とは逆に上方に開口する構造であり、そのフランジ延設部１０ｂがルーフレインフォースメント５のフランジ延設部５ｂにボルト１２によって締結されるものとなっている。
【００１９】
上記図６の（ａ）の例において使用されるルーフコーナガセット１０の構造は、例えば図７に示すとおりあって、図５に示す例とは逆に上方が開口するコ字状断面を有するガセット本体１０ａと、その開口端から両側へ延設されたフランジ延設部１０ｂと、ガセット本体１０ａの端面において両側壁部の外側へフランジ状に延設された端面側方締結フランジ部１０ｃと、同じくガセット本体１０ａのセンタピラー部８の側の端縁においてコ字状断面の底面部から外側へ向けフランジ状に延設された端面中央締結フランジ部１０ｄとからなる。そして、本体底面部のルーフレインフォースメント５へ締結する側に一対のボルト穴１０ｅが形成され、また、両側の端面側方締結フランジ部１０ｃと端面中央締結フランジ部１０ｄにそれぞれボルト穴１０ｅが形成されている。
【００２０】
図６の（ｂ）に示す例では、ルーフレインフォースメント５は閉断面構造とされている。この場合、ルーフレインフォースメント５は、図２の例と同様コ字状断面の本体部分５ａとフランジ延設部５ｂからなるとともに、その開口部側に浅いコ字状断面のレインフォースメント蓋部材５ｄが配置され、溶接によって一体化されたものである。そして、レインフォースメント蓋部材５ｄの部分がルーフパネル３の内面に接合される。また、ルーフコーナガセット１０は、断面略コ字状で、図２の例と同様下方に開口する構造であって、ガセット本体１０ａがルーフレインフォースメント５の本体部分５ａにボルト１２によって締結されるものとなっている。
【００２１】
図６の（ｃ）に示す例も、ルーフレインフォースメント５が閉断面構造とされている。この場合のルーフレインフォースメント５は、図６の（ａ）の例と同様の下向き開口コ字状断面の本体部分５ａおよびフランジ延設部５ｂからなり、その開口部側に平板状のレインフォースメント蓋部材５ｄが配置され、溶接によって一体化されたものである。そして、本体部分５ａがルーフパネル３の内面に接合される。また、ルーフコーナガセット１０は、断面略コ字状で、図２の例と同様下方に開口する構造であって、ルーフコーナガセット１０のガセット本体１０ａがルーフレインフォースメント５のレインフォースメント蓋部材５ｄにボルト１２によって締結されるものとなっている。
【００２２】
図６の（ｄ）に示す例は、図２に示す例と同様のルーフレインフォースメント５を用いるものにおいて、ルーフコーナガセット１０には図６の（ａ）の場合と同様上向きに開口の例えば図７に示す構造のものを使用したものである。この場合、ルーフコーナガセット１０はルーフレインフォースメント５に被さる形で配置され、ガセット本体１０ａがルーフレインフォースメント５の本体部分５ａにボルト１２によって締結される。
【００２３】
図６の（ｅ）に示す例は、図６の（ｃ）の例と同様の形でルーフレインフォースメント５を閉断面としたものである。ただし、ルーフコーナガセット１０は図６の（ａ）の場合と同様上方開口で、例えばやはり図７に示す構造のものを使用している。そして、ルーフコーナガセット１０のフランジ延設部１０ｂが、ルーフレインフォースメント５のレインフォースメント蓋部材５ｄを挟んで、フランジ延設部５ｂにボルト１２によって締結されるものとなっている。
【００２４】
また、ルーフコーナガセット１０とサイドフレームアウタ１の接合構造については、他に、例えば図８および図９に示す構造とすることが可能である。
【００２５】
図８に示す例は、ルーフコーナガセット１０を、センタピラーインナ７とルーフサイドレールインナ９との合わせ部から上側に外れた位置で、センタピラーインナ７にのみボルト締結したものである。
【００２６】
図９に示す例は、センタピラーアウタ６の上部をセンタピラーインナ７とルーフサイドレールインナ９との合わせ部に重なる位置まで内側に絞り込んだ形にして、ルーフコーナガセット１０とルーフサイドレールインナ９とセンタピラーインナ７とセンタピラーアウタ６を４枚重ねでボルト締結したものである。
【００２７】
本発明は、また、図１０および図１１に示す形態で実施することもできる。図１０は図１と同様の車幅方向の断面スケルトン図であり、図１１はその場合のルーフコーナガセットの斜視図である。
【００２８】
図１０および図１１に示す例は、車体のルーフからサイドフレームへの移行部がとくになだらかな曲線を描く場合に有利なものであって、ルーフコーナガセット１０は端面にボルト締結のためのフランジ延設部などを設けず、図１１に示すように単に厚板状のもので対応している。また、この厚板状のルーフコーナガセット１０には、ビード１０ｆ，側縁フランジ１０ｇ等を適宜設ける。
【００２９】
なお、本発明はルーフコーナガセットをセンタピラー部およびルーフレインフォースメントに接合するのに、ボルト以外の締結手段としてリベット等を使用してもよく、また、溶接を使用するなど、他の接合手段も用いてもよいものである。
【００３０】
【発明の効果】
本発明によれば、モヒカンルーフ車において側突時にセンタピラー部に作用する荷重をルーフレインフォースメント側に有効に伝達でき、モヒカン溝部に荷重が集中してセンタピラー部が大きく変形するのを簡単な構造により抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例を示す断面スケルトン図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面スケルトン図である。
【図３】図１および図２に示す例の車体上部の外観斜視図である。
【図４】図３のＢ部内部詳細構造を示す拡大分解斜視図である。
【図５】図１〜図４に示す例において使用するルーフコーナガセットの斜視図である。
【図６】ルーフレインフォースメントとルーフコーナガセットとの接合構造の他の例を示すスケルトン図である。
【図７】ルーフコーナガセットの他の例の斜視図である。
【図８】ルーフコーナガセットとサイドフレームアウタとの接合構造の他の例を示す断面スケルトン図である。
【図９】ルーフコーナガセットとサイドフレームアウタとの接合構造の更に他の例を示す断面スケルトン図である。
【図１０】本発明の実施の形態の他の例を示す断面スケルトン図である。
【図１１】図１０に示す例に使用するルーフコーナガセットの斜視図である。
【符号の説明】
１サイドフレームアウタ
３ルーフパネル
４モヒカン溝部
５ルーフレインフォースメント
６センタピラーアウタ
７センタピラーインナ
８センタピラー部
９ルーフサイドレールインナ
１０ルーフコーナガセット
１１，１２ボルト

Claims

サイドフレームの上端にルーフサイドレールアウタの半レール部分を設け、ルーフパネルの側端にルーフサイドレールアウタの他の半レール部分を設けて、それら両半レール部分において前記サイドフレームと前記ルーフパネルとを接合し、その接合部分に車体前後方向に延びる上方開口の断面略コ字状溝部を設けた自動車の上部車体構造であって、
前記ルーフパネルの内側を車幅方向に延びるルーフレインフォースメントを設け、該ルーフレインフォースメントを、その長手方向に直交する断面にて下方に突出する突出部を有する断面構造とし、かつ、その両側端が前記サイドフレームの内側を車体上下方向に延びるセンタピラー部の上端と車体前後方向において一致する配置とするとともに、
前記ルーフレインフォースメントと前記センタピラー部とを車体両側の前記溝部を内側から跨いで結合するルーフコーナガセットを設け、
該ルーフコーナガセットを、少なくとも前記ルーフレインフォースメントへの結合位置から前記センタピラー部への結合位置の間に亘って、前記ルーフレインフォースメントへの結合面部を含み、少なくとも該結合面部において前記ルーフレインフォースメントの前記突出部の幅と略同幅とした本体底面部と、該本体底面部の車体前後方向の両端から下方に延びる前側および後側の側壁部と、前記前側の側壁部の下端から車体前方に向けて延びる前側のフランジ部および前記後側の側壁部の下端から車体後方に向けて延びる後側のフランジ部を有する構造とし、該ルーフコーナガセットの前記結合面部を前記ルーフレインフォースメントへの結合位置にて該ルーフレインフォースメントの前記突出部の下面に当接配置し、車体前後方向に並ぶ複数箇所で前記ルーフレインフォースメントに結合したことを特徴とする自動車の上部車体構造。
サイドフレームの上端にルーフサイドレールアウタの半レール部分を設け、ルーフパネルの側端にルーフサイドレールアウタの他の半レール部分を設けて、それら両半レール部分において前記サイドフレームと前記ルーフパネルとを接合し、その接合部分に車体前後方向に延びる上方開口の断面略コ字状溝部を設けた自動車の上部車体構造であって、
前記ルーフパネルの内側を車幅方向に延びるルーフレインフォースメントを設け、該ルーフレインフォースメントを、その長手方向に直交する断面にて下方に突出する突出部を有する断面構造とし、かつ、その両側端が前記サイドフレームの内側を車体上下方向に延びるセンタピラー部の上端と車体前後方向において一致する配置とするとともに、
前記ルーフレインフォースメントと前記センタピラー部とを車体両側の前記溝部を内側から跨いで結合するルーフコーナガセットを設け、
該ルーフコーナガセットを、一端に前記ルーフレインフォースメントの突出部の下面に当接配置して車体前後方向に並ぶ複数箇所で前記ルーフレインフォースメントに結合する本体部分を有するとともに、少なくとも前記ルーフレインフォースメントへの結合位置から前記センタピラー部への結合位置の間に亘って、前記複数の結合箇所の間に、前記ルーフレインフォースメントとの間に閉断面を形成する下方膨出部を有する構造としたことを特徴とする自動車の上部車体構造。
前記センタピラー部をセンタピラーアウタとセンタピラーインナとで構成し、前記ルーフサイドレールアウタの下方で前記センタピラーインナの内側にルーフサイドレールインナを配置し、前記ルーフコーナガセットを、前記センタピラー部に対し前記センタピラーインナと前記ルーフサイドレールインナとの合わせ部において接合した請求項１または２記載の自動車の上部車体構造。
前記ルーフコーナガセットの前記ルーフレインフォースメント並びに前記センタピラー部への接合は、締結手段によるものとした請求項１、２または３記載の自動車の上部車体構造。