JP4483753B2

JP4483753B2 - 車体上部構造

Info

Publication number: JP4483753B2
Application number: JP2005273944A
Authority: JP
Inventors: 健児松浦
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2005-09-21
Filing date: 2005-09-21
Publication date: 2010-06-16
Anticipated expiration: 2025-09-21
Also published as: JP2007083830A

Description

本発明は、車体への側面衝突を考慮した車体上部構造に関する。

車体への側面衝突があった際に、車体上部での側突荷重の伝達を考慮した車体上部構造としては、ルーフリインフォースとルーフサイドレールインナとの間を跨ぐように荷重伝達用のガセットを配置したものが開示されている（特許文献１参照）。
特開平９−７６９３８号公報

しかしながら、上記した従来例は、板状のガセットが同じく板状で閉断面を有しないルーフリインフォースの下面に結合したものであり、ルーフリインフォースが閉断面を有する場合の荷重伝達については何ら考慮されていない。

本発明は、上記事実を考慮して、閉断面を有するルーフリインフォースに対してその断面中心にルーフサイドレール側から側突荷重を確実に伝達できるようにすることを目的とする。

請求項１の発明は、車体上部に配設されるルーフの車幅方向両側において夫々車両前後方向に延設されたルーフサイドレールと、両側の前記ルーフサイドレールの間で前記ルーフの車室側に配設され、車幅方向の端部が、前記ルーフサイドレールと接合され、かつ側突荷重を受けた際に車体上部の変形を車幅方向に促進する当接促進部を有する閉断面構造のルーフリインフォースと、前記ルーフサイドレール側に取り付けられ、前記ルーフリインフォースの車幅方向の側部に対向する荷重伝達端が設けられると共に、該荷重伝達端と前記側部との相対位置の車両上下方向変化を抑制する上下位置規制部としての上側位置規制部が設けられ、該上側位置規制部が前記ルーフリインフォース内に上下に隙間を設けて差し込まれた荷重伝達部材と、を有することを特徴としている。

請求項１に記載の車体上部構造では、ルーフサイドレール側に取り付けられた荷重伝達部材が、閉断面構造を有するルーフリインフォースの車幅方向の側部に対向する荷重伝達端を有しているので、車体上部に側突荷重が入力された場合には、該側突荷重は、ルーフサイドレールから荷重伝達部材に伝達されると共に、互いに対向する荷重伝達部材の荷重伝達端とルーフリインフォースとが車幅方向に当接することで、荷重伝達部材からルーフリインフォースへと伝達される。

荷重伝達部材の荷重伝達端とルーフリインフォースの側部とは車幅方向に対向しており、側突荷重が車体上部に入力された際には車幅方向に当接するので、閉断面構造を有するルーフリインフォースの断面中心付近に向けて確実に荷重を伝達することが可能である。

またルーフリインフォースの車幅方向の端部が、ルーフサイドレールと接合され、かつルーフリインフォースが側突荷重を受けた際に車体上部の変形を車幅方向に促進する当接促進部を有しているので、車体上部の変形形状を安定化させることができ、車体上部に側突荷重が入力された際には車体上部が確実に車幅方向に変形する。このため、荷重伝達部材の荷重伝達端をルーフリインフォースの側部に確実に当接させることができる。

請求項２の発明は、請求項１に記載の車体上部構造において、前記荷重伝達部材には、前記上下位置規制部としての下側位置規制部が設けられ、該下側位置規制部は、前記ルーフリインフォースの下側に、該ルーフリインフォースとの間に隙間を設けて差し込まれていることを特徴としている。

請求項２に記載の車体上部構造では、車体上部に側突荷重が入力された場合に、ルーフがルーフサイドレールよりも下方にずれようとしても、荷重伝達部材の下側位置規制部がルーフリインフォースに引っ掛かり下方へのずれを抑制する。このため、車両が側面衝突を受けた際に、その側突荷重を確実にルーフサイドレールから荷重伝達部材を通じてルーフリインフォースへと伝達することができる。

請求項３の発明は、請求項２に記載の車体上部構造において、前記荷重伝達端は、前記上側位置規制部と前記下側位置規制部との間の端面であることを特徴としている。

請求項３に記載の車体上部構造では、側突荷重の入力時に、ルーフリインフォースが荷重伝達部材の車両上下方向の何れにも逃げることがなく、荷重伝達部材の荷重伝達端が確実にルーフリインフォースの側部に当接する。このため、車両が側面衝突を受けた際に、その側突荷重を確実にルーフサイドレールから荷重伝達部材を通じてルーフリインフォースへと伝達することができる。

請求項５に記載の車体上部構造では、荷重伝達部材が、車両前後方向においてピラーの位置に対応して設けられているので、車体が側面衝突を受けた際にピラーを通じて車体上部へ伝達される側突荷重を、荷重伝達部材を介して直接的にルーフリインフォースへと伝達することができる。このため、側突時の車体上部の変形を確実に抑制することが可能である。

以上説明したように、本発明に係る請求項１に記載の車体上部構造によれば、閉断面を有するルーフリインフォースに対してその断面中心にルーフサイドレール側から側突荷重を確実に伝達できる、という優れた効果が得られる。

請求項２に記載の車体上部構造によれば、車両が側面衝突を受けた際に、その側突荷重を確実にルーフサイドレールから荷重伝達部材を通じてルーフリインフォースへと伝達することができる。

請求項３に記載の車体上部構造によれば、車両が側面衝突を受けた際に、その側突荷重を確実にルーフサイドレールから荷重伝達部材を通じてルーフリインフォースへと伝達することができる。

請求項５に記載の車体上部構造によれば、側突荷重をルーフサイドレールからルーフリインフォースへ直接的に伝達することができ、側突時の車体上部の変形を確実に抑制することができる、という優れた効果が得られる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。図１において、本実施の形態に係る車体上部構造Ｓは、車両１０の例えばセンターピラー１２の上部に位置するルーフサイドレール１４からルーフ２０側への荷重伝達構造に係り、ルーフサイドレール１４と、ルーフリインフォース１６と、荷重伝達部材１８と、を有している。

図２において、ルーフサイドレール１４は、車体上部に配設されるルーフ２０の車幅方向両側において夫々車両前後方向に延設され、ルーフサイドレールアウタ２２とルーフサイドレールインナ２４とを接合した構造部材であって、ルーフサイドレールアウタ２２及びルーフサイドレールインナ２４を、第１接合部３１と第２接合部３２で接合することにより閉断面に構成されている。ルーフサイドレール１４の内側におけるルーフサイドレールインナ２４には、荷重伝達部材１８を取付けるためのナット２６が、車両前後方向に例えば２箇所溶接されている（図３）。

また、ルーフサイドレール１４は、例えばセンターピラー１２（図３）に連なるアウタパネル２８により覆われ、該アウタパネル２８は、第１接合部３１においてルーフ２０、ルーフリインフォース１６及びルーフサイドレール１４に接合され、第２接合部３２においてルーフサイドレール１４と接合されている。なお、第１接合部３１は、ルーフ２０とアウタパネル２８との境界において車両前後方向に延びる、いわゆるモヒカン溝部４２に位置している。

図２，図３において、ルーフリインフォース１６は、両側のルーフサイドレール１４の間でルーフ２０の車室側に配設された閉断面構造の補強パネルであり、ルーフパネル３４側のアッパリインフォース３６と車室４０側のロアリインフォース３８とが車両上下方向に接合され、閉断面に構成されたものである。ルーフリインフォース１６の最適板厚や断面高さは、図示しない乗員の頭上空間に応じて定めることができる。

図３，図４に示されるように、ロアリインフォース３８には、車室４０側に膨出し車幅方向に延びる膨出部３８Ａが形成され、該膨出部３８Ａは車両前後方向に２箇所形成されている。膨出部３８Ａは車室４０側に膨出しているので、膨出部３８Ａの底部３８Ｂはアッパリインフォース３６と離間し、ルーフリインフォース１６の車幅方向の両端が開口した状態となっている。２箇所の膨出部３８Ａは、該膨出部３８Ａよりもアッパリインフォース３６側に盛り上がったビード部３８Ｃにより区画されている。なお、図４においては、ビード部３８Ｃがアッパリインフォース３６と車両上下方向に離間しているが、これに限られず、ビード部３８Ｃがアッパリインフォース３６に接合されていてもよい。

図２，図５に示されるように、アッパリインフォース３６の車幅方向の両端部は、第１接合部３１においてルーフサイドレール１４及びルーフパネル３４と共に接合されている。また、アッパリインフォース３６の両端部で、第１接合部３１よりも車幅方向内側の部分には、側突荷重を受けた際に車体上部の変形を車幅方向に促進する当接促進部３６Ａが設けられている。なお、図３におけるＷは、アッパリインフォース３６の端部におけるスポット溶接位置を示している。

図２に示されるように、当接促進部３６Ａは、アッパリインフォース３６が車幅方向に変形し易くなるように、車幅方向断面において例えば上方に凸に形成された折れ線状の折曲げ部であり、図３に示されるように、車両前後方向にビード状に延びて形成されている。なお、当接促進部３６Ａの形状は、上方に凸に限られず、下方に凸であってもよく、またアッパリインフォース３６を車幅方向に変形し易くできる形状であれば、どのような構成であってもよい。

図２，図３，図５において、荷重伝達部材１８は、車両前後方向におけるセンターピラー１２（図３，図５）に対応した位置において、ルーフサイドレール１４側に取り付けられ、ルーフリインフォース１６の車幅方向の側部１６Ａに対向する荷重伝達端１８Ａが設けられた部材である。具体的には、荷重伝達部材１８は、荷重伝達端１８Ａが側部１６Ａに対して車幅方向に離間するようにルーフサイドレールインナ２４の車室側面に取り付けられ、ボルト４４をナット２６に締結することで該ルーフサイドレールインナ２４に固着され、ルーフリインフォース１６に対して非接触状態になっている。荷重伝達端１８Ａと側部１６Ａとの間の離間距離は、側面衝突を受けた際に、その側突荷重をルーフサイドレール１４からルーフリインフォース１６へ伝達するタイミングを考慮して定められる。

また、荷重伝達部材１８は、荷重伝達端１８Ａ及び側部１６Ａの相対位置の車両上下方向変化を抑制する上下位置規制部、具体的には、上側位置規制部１８Ｂ及び下側位置規制部１８Ｃを有している。図２に示されるように、上側位置規制部１８Ｂは、ルーフリインフォース１６の両端の開口部分から該ルーフリインフォース１６内に差し込まれた板状部であり、上側位置規制部１８Ｂの上下、即ちアッパリインフォース３６及び膨出部３８Ａとの間には夫々所定の隙間４６，４８が設けられている。また、下側位置規制部１８Ｃは、ロアリインフォース３８の下側に差し込まれた板状部であり、底部３８Ｂとの間には所定の隙間５０が設けられている。

図３から図５に示されるように、荷重伝達部材１８は、車両前後方向に２箇所設けられた膨出部３８Ａに対応するように、上側位置規制部１８Ｂと下側位置規制部１８Ｃを車両前後方向に２箇所ずつ有している。２箇所の下側位置規制部１８Ｃの間には、ロアリインフォース３８のビード部３８Ｃに対応して、該ビード部３８Ｃと同様に上側に盛り上がったビード部１８Ｄが形成されている。図４において、ビード部３８Ｃとビード部１８Ｄとの間の隙間５２は、底部３８Ｂと下側位置規制部１８Ｃとの間の隙間５０と同等以上に広いことが望ましい。隙間５２が隙間５０より狭いと、ルーフリインフォース１６が相対的に下降した場合に、ロアリインフォース３８が下側位置規制部１８Ｃよりも先にビード部１８Ｄに当たってしまい、ルーフリインフォース１６を下側位置規制部１８Ｃで受け止められないからである。

本実施形態では、荷重伝達端１８Ａは、荷重伝達部材１８における上側位置規制部１８Ｂと下側位置規制部１８Ｃとの間の端面であり、閉断面構造を有するルーフリインフォース１６の断面中心に略対向した状態となっている。なお、荷重伝達端１８Ａの構成はこれに限られるものではなく、更に広い面積でルーフリインフォース１６の側部１６Ａと当接するようにしてもよい。

なお、車体上部構造Ｓは、車両１０のセンターピラー１２の上部だけでなく、該センターピラー１２の上部から外れた位置に設けることも可能である。

（作用）
図１において、車体上部構造Ｓを有する車両１０が側面衝突を受け、その側突荷重Ｆがセンターピラー１２を介して、図６に示されるように、車体上部のルーフサイドレール１４に入力された場合、該車体上部が車幅方向、即ち矢印ＩＮ方向に縮み、荷重伝達部材１８の荷重伝達端１８Ａがルーフリインフォース１６の側部１６Ａに当接する。荷重伝達端１８Ａが側部１６Ａに当接するタイミングは、荷重伝達端１８Ａと側部１６Ａとの間の離間距離の調整により定めることができるので、所望のタイミングで側突荷重Ｆをルーフリインフォース１６へ伝達させることが可能である。

車体上部構造Ｓでは、荷重伝達部材１８の荷重伝達端１８Ａとルーフリインフォース１６の側部１６Ａとは車幅方向に対向しており、側突荷重Ｆが車体上部に入力された際には車幅方向に当接するので、閉断面構造を有するルーフリインフォース１６の断面中心付近に向けて確実に側突荷重Ｆを伝達することが可能である。

また、このとき、アッパリインフォース３６に設けられている当接促進部３６Ａが車幅方向に潰れ変形するので、車体上部の変形状態にばらつきが生じない。即ち車体上部の変形状態が安定しているので、荷重伝達端１８Ａと側部１６Ａとの相対的な位置関係が車両上下方向にずれ難い。このため、荷重伝達端１８Ａは車幅方向に移動し、確実に側部１６Ａに当接する。

側突荷重Ｆが入力された側では、一般にルーフ２０がルーフサイドレール１４よりも上方にずれ易いとされているが、本実施形態に係る車体上部構造Ｓでは、ルーフリインフォース１６が上方にずれようとしても、荷重伝達部材１８の上側位置規制部１８Ｂがロアリインフォース３８の底部３８Ｂに引っ掛かり上方へのずれを抑制するため、ルーフリインフォース１６の側部１６Ａが荷重伝達端１８Ａから逃げて当接しなくなることはない。

また、一般に、衝突側のルーフ２０が持ち上げられてルーフサイドレール１４よりも上方にずれた場合、反衝突側のルーフ２０は逆にルーフサイドレール１４よりも下方にずれ易いとされているが、本実施形態に係る車体上部構造Ｓでは、ルーフリインフォース１６が下方にずれようとしても、荷重伝達部材１８の下側位置規制部１８Ｃがロアリインフォース３８の底部３８Ｂに引っ掛かり下方へのずれを抑制するため、やはりルーフリインフォース１６の側部１６Ａが荷重伝達端１８Ａから逃げて当接しなくなることはない。図３に示されるように、上側位置規制部１８Ｂ及び下側位置規制部１８Ｃは、車両前後方向に２箇所ずつ設けられており、双方の上側位置規制部１８Ｂ及び下側位置規制部１８Ｃによりルーフリインフォース１６の上下のずれが抑制される。

従って、側突荷重Ｆの入力時に、ルーフリインフォース１６が荷重伝達部材１８の車両上下方向の何れにも逃げることがなく、荷重伝達部材１８の荷重伝達端１８Ａが確実にルーフリインフォース１６の側部１６Ａに当接する。このため、車両１０が側面衝突を受けた際に、その側突荷重Ｆを確実にルーフサイドレール１４から荷重伝達部材１８を通じてルーフリインフォース１６へと伝達することができる。

更に、車体上部構造Ｓでは、荷重伝達部材１８が、車両前後方向においてセンターピラー１２と略同一の位置に設けられているので、車両１０が側面衝突を受けた際にセンターピラー１２を通じて車体上部へ伝達される側突荷重Ｆを、荷重伝達部材１８を介して直接的にルーフリインフォースへ１６と伝達することができる。ルーフリインフォース１６により側突荷重Ｆを受け止めることができるため、側突時の車体上部の変形を確実に抑制することが可能である。

車体上部構造を有する車両の斜視図である。車体上部構造を示す、図１における２−２矢視断面図である。車体上部構造を示す斜視図である。ルーフリインフォースに対する上側位置規制部及び下側位置規制部の位置関係を示す、図３における４−４矢視断面図である。車体上部構造を示す分解斜視図である。車体上部構造に側突荷重が入力された場合の、該車体上部の変形と側突荷重の伝達状態を示す断面図である。

符号の説明

１０車両
１２センターピラー（ピラー）
１４ルーフサイドレール
１６ルーフリインフォース
１６Ａ側部
１８荷重伝達部材
１８Ａ荷重伝達端
１８Ｂ上側位置規制部（上下位置規制部）
１８Ｃ下側位置規制部（上下位置規制部）
２０ルーフ
３６Ａ当接促進部
４６隙間
４８隙間
Ｆ側突荷重
Ｓ車体上部構造

Claims

車体上部に配設されるルーフの車幅方向両側において夫々車両前後方向に延設されたルーフサイドレールと、
両側の前記ルーフサイドレールの間で前記ルーフの車室側に配設され、車幅方向の端部が、前記ルーフサイドレールと接合され、かつ側突荷重を受けた際に車体上部の変形を車幅方向に促進する当接促進部を有する閉断面構造のルーフリインフォースと、
前記ルーフサイドレール側に取り付けられ、前記ルーフリインフォースの車幅方向の側部に対向する荷重伝達端が設けられると共に、該荷重伝達端と前記側部との相対位置の車両上下方向変化を抑制する上下位置規制部としての上側位置規制部が設けられ、該上側位置規制部が前記ルーフリインフォース内に上下に隙間を設けて差し込まれた荷重伝達部材と、
を有することを特徴とする車体上部構造。
前記荷重伝達部材には、前記上下位置規制部としての下側位置規制部が設けられ、
該下側位置規制部は、前記ルーフリインフォースの下側に、該ルーフリインフォースとの間に隙間を設けて差し込まれていることを特徴とする請求項１に記載の車体上部構造。
前記荷重伝達端は、前記上側位置規制部と前記下側位置規制部との間の端面であることを特徴とする請求項２に記載の車体上部構造。