JP4811180B2

JP4811180B2 - 車体の上部構造

Info

Publication number: JP4811180B2
Application number: JP2006209706A
Authority: JP
Inventors: 享史匂坂; 裕三新美
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2006-08-01
Filing date: 2006-08-01
Publication date: 2011-11-09
Anticipated expiration: 2026-08-01
Also published as: JP2008037123A

Description

本発明は、車体の上部構造に関する。

従来の２ドアクーペタイプの車体では、ルーフの車両後端部の車幅方向端部とセンターピラーの車両上側端部とが、車幅方向に見て、車両前後方向にずれている（例えば、特許文献１参照）。即ち、ルーフの車両後端部において車幅方向に延在するリアヘッダーとセンターピラーとがルーフサイドレールを介してクランク状に連なっている。そのため、リアヘッダーとセンターピラーとのクランク状の結合部が、車体の上部の捩り変形の起点となってしまい、車体の上部の捩り剛性が低下する。
特許第３５３８４６０号公報

本発明は上記事実を考慮し、車体の上部の十分な剛性を確保することを目的とする。

請求項１に記載の車体の上部構造は、ルーフ後端に配置されるリアヘッダーの車幅方向端部と車体側部の略中央に立設されるセンターピラーの車両上側端部とを、車幅方向に見て重なるように結合し、前記リアヘッダーと前記センターピラーとの結合部とアンダーボデーとを結合するリアウインドシールド用フレームを設け、前記リアヘッダーと、前記センターピラーと、前記リアウインドシールド用フレームとがＣＦＲＰ又はＧＦＲＰで一体成形され、ルーフサイドレールと、フロントピラーと、フロントヘッダーとがＣＦＲＰ又はＧＦＲＰで一体成形され、前記ルーフサイドレールの車両後側端部の車両上側にはフランジ部が形成されており、該フランジ部が、前記リアヘッダーと前記センターピラーとの結合部の車両上側に結合されていることを特徴とする。

請求項１に記載の車体の上部構造では、ルーフ後端に配置されるリアヘッダーの車幅方向端部と車体側部の略中央に立設されるセンターピラーの車両上側端部とを、車幅方向に見て重なるように結合し、また、リアヘッダーとセンターピラーとの結合部とアンダーボデーとを結合するリアウインドシールド用フレームを設けている。これによって、リアヘッダーとセンターピラーとの結合部から、捩り変形の起点となる箇所を無くすことが出来る。また、リアヘッダーとセンターピラーとリアウインドシールド用フレームとによって、ロールバー状の骨組みが形成され、リアヘッダーの車幅方向両端部をアンダーボデーに支持するセンターピラーとリアウインドシールド用フレームとによって、車両側面視でトラス構造が形成される。従って、新たに車体の上部に補強フレームを追加することなく、車体の上部の捩り剛性を向上でき、車体の上部の十分な剛性を確保することが可能となる。
ルーフサイドレールと、フロントピラーと、フロントヘッダーとがＣＦＲＰ又はＧＦＲＰで一体成形され、リアヘッダーとセンターピラーとの結合部に該ルーフサイドレールが結合されたことで、車体の上部が車両前後方向に繋がっており、リアヘッダーやセンターピラーやリアウインドシールド用フレームに入力された荷重が、ルーフサイドレールに分散されるので、車体の上部の捩り剛性がさらに向上する。
リアヘッダーとセンターピラーとリアウインドシールド用フレームとをＣＦＲＰ又はＧＦＲＰで一体成形したことによって、リアヘッダーとセンターピラーとリアウインドシールド用フレームとを接ぎ合わせる接合部が存在しない。従って、リアヘッダーとセンターピラーとリアウインドシールド用フレームとの結合部から応力集中箇所が無くなるので、車体の上部の捩り剛性がさらに向上し、また、車体の上部のＮＶ（ノイズバイブレーション）性能が向上する。

請求項２に記載の車体の上部構造は、請求項１に記載の車体の上部構造であって、前記アンダーボデーには、キャビンとトランクルームとを隔てる隔壁が設けられ、該アンダーボデーのキャビンの車幅方向両端部には、サイドドア開口部が形成された壁部が立設され、前記リアウインドシールド用フレームの車両下側端部の車両後側には、車両下方へ延びるフランジ部が形成されており、このフランジ部が、前記隔壁の車幅方向端部の上部に接合され、前記センターピラーの車両下側端部の車幅外側には、車両下方へ延びるフランジ部が形成されており、このフランジ部が、前記壁部の前記サイドドア開口部の車両後側の上部に接合され、前記フロントピラーの車両前側端部は、前記壁部の前記サイドドア開口部の車両前側の上部に差し込まれて接合されていることを特徴とする。

以上説明したように、車体の上部の十分な剛性を確保することが可能となる。

次に、本発明の車体の上部構造の一実施形態を図１、図２に従って説明する。
なお、図中矢印ＦＲは車両前方方向を、矢印ＵＰは車両上方方向を、矢印ＩＮは車幅内側方向を示す。
図１、図２には、２ドアクーペタイプのＣＦＲＰ（炭素繊維強化樹脂）製の車体１２を示している。図示するように、車体１２は、アンダーボデー１４と、アンダーボデー１４の車両上側に組み付けられる車体の上部としてのアッパーキャビン部１６とを備えている。アンダーボデー１４は、キャビン（車室）１８及びトランクルーム２０に跨るフロアパネル２２と、キャビン１８の車幅方向両端部に立設された壁部２４と、キャビン１８とトランクルーム２０とを隔てる隔壁２６と、トランクルーム２０の車幅方向両端部に立設された壁部２８とで構成されている。壁部２４には、サイドドア（図示省略）により開閉されるサイドドア開口部３０が形成されている。

アッパーキャビン部１６は、サイドドア開口部３０の車両後側且つキャビン１８の車両上側において、車幅方向に延在するリアヘッダー３２と、リアヘッダー３２の車幅方向両端部から車両下方且つ車幅外方へ延在するセンターピラー３４と、リアヘッダー３２の車幅方向両端部から車両下方且つ車両後方へ延在してリアウインドシールドガラス（図示省略）を支持するリアウインドシールド用フレーム３６と、リアヘッダー３２の車幅方向両端部から車両前方へ延在するルーフサイドレール３８と、ルーフサイドレール３８の車両前側端部から車両前方且つ車両下方へ延在するフロントピラー４０と、一方のルーフサイドレール３８の車両前側端部から他方の車両前側端部へ延在するフロントヘッダー４２とを備えている。

リアヘッダー３２とセンターピラー３４とリアウインドシールド用フレーム３６とはＣＦＲＰで一体成形されており、リアヘッダー３２の車幅方向端部とセンターピラー３４の車両上側端部とが結合され、また、リアヘッダー３２とセンターピラー３４との結合部４４とリアウインドシールド用フレーム３６の車両上側端部とが結合されている。

また、センターピラー３４の車両下側端部の車幅外側には、車両下方へ延びるフランジ部３４Ａが形成されており、このフランジ部３４Ａが、壁部２４のサイドドア開口部３０の車両後側の上部に、接着剤、ボルト等により接合されている。また、リアウインドシールド用フレーム３６の車両下側端部の車両後側には、車両下方へ延びるフランジ部３６Ａが形成されており、このフランジ部３６Ａが、隔壁２６の車幅方向端部の上部に、接着剤、ボルト等により接合されている。

また、ルーフサイドレール３８とフロントピラー４０とフロントヘッダー４２とはＣＦＲＰで一体成形されており、ルーフサイドレール３８の車両前側端部とフロントピラー４０の車両後側端部とが結合され、また、ルーフサイドレール３８とフロントピラー４０との結合部４６とフロントヘッダー４２の車幅方向端部とが結合されている。

また、ルーフサイドレール３８の車両後側端部の車両上側にはフランジ部３８Ａが形成されており、このフランジ部３８Ａが、リアヘッダー３２とセンターピラー３４との結合部４４の車両上側に、接着剤やボルト５２等により結合されている。さらに、壁部２４のサイドドア開口部３０の車両前側の上部には、フロントピラー４０の車両前側端部が差し込まれる差込部２４Ａが形成されており、フロントピラー４０の車両前側端部が、差込部２４Ａに差し込まれた状態で接着剤やボルト５４等により接合されている。

ここで、リアヘッダー３２とセンターピラー３４とが、車幅方向に見て直線状になるように配置されており、リアヘッダー３２とセンターピラー３４との結合部４４では、リアヘッダー３２の車幅方向端部とセンターピラー３４の車両上側端部とが、車幅方向に見て重なっている。また、リアヘッダー３２とセンターピラー３４とリアウインドシールド用フレーム３６とで、ロールバー状の骨組みが形成され、センターピラー３４とリアウインドシールド用フレーム３６と壁部２４のサイドドア開口部３０の車両後側の上部２４Ｂとで、車幅方向及び車両前後方向に見て略三角形状のトラス構造の支持部５０を形成しており、この支持部５０によってリアヘッダー３２の車幅方向両端部が、アンダーボデー１４に支持されている。

また、リアヘッダー３２とセンターピラー３４との結合部４４では、ルーフサイドレール３８の車両後側端部とリアウインドシールド用フレーム３６の車両上側端部とが、車両前後方向に見て重なるように配置されており、リアウインドシールド用フレーム３６とルーフサイドレール３８とフロントピラー４０とが車両前後方向に繋がっている。

次に、本実施形態による作用について説明する。

本実施形態では、リアヘッダー３２の車幅方向端部とセンターピラー３４の車両上側端部とが車幅方向に見て重なるように配置されているので、リアヘッダー３２とセンターピラー３４との結合部４４が、アッパーキャビン部１６の捩り変形の起点となることが無い。また、リアヘッダー３２が、トラス構造の支持部５０によってアンダーボデー１４に支持されており、アッパーキャビン部１６の支持強度が向上する。従って、アッパーキャビン部１６の捩り剛性を向上でき、アッパーキャビン部１６の十分な剛性を確保することが可能となる。

また、リアウインドシールドガラスを支持するために用いられているリアウインドシールド用フレーム３６を用いて、上述の支持部５０を形成したことによって、新たにアッパーキャビン部１６に補強フレームを追加することなく、アッパーキャビン部１６の捩り剛性を向上できる。

また、リアヘッダー３２とセンターピラー３４との結合部４４にルーフサイドレール３８が結合されたことで、アッパーキャビン部１６が車両前後方向に繋がっており、リアヘッダー３２やセンターピラー３４やリアウインドシールド用フレーム３６に入力された荷重が、ルーフサイドレール３８に分散されるので、アッパーキャビン部１６の捩り剛性がさらに向上する。

また、リアヘッダー３２とセンターピラー３４とリアウインドシールド用フレーム３６とをＣＦＲＰで一体成形したことによって、リアヘッダー３２とセンターピラー３４とリアウインドシールド用フレーム３６とを接ぎ合わせる接合部が存在しない。従って、リアヘッダー３２とセンターピラー３４とリアウインドシールド用フレーム３６との結合部４４から応力集中箇所を無くすことができるので、アッパーキャビン部１６の捩り剛性がさらに向上し、また、アッパーキャビン部１６のＮＶ性能が向上する。また、アッパーキャビン部１６を構成するフレームの数が多くなればなるほど各フレームの精度管理が困難化するが、本実施形態では、リアヘッダー３２とセンターピラー３４とリアウインドシールド用フレーム３６とを一部品とすることによって、アッパーキャビン部１６の構成部品の数を削減しているので、アッパーキャビン部１６を構成する各フレームの精度管理を容易化できる。

以上、本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかである。例えば、本実施形態では、ボデー１０全体をＣＦＲＰ製としたが、アッパーキャビン部１６のみをＣＦＲＰ製又はＧＦＲＰ製としてアンダーボデー１４をアルミ製としたり、リアヘッダー３２とセンターピラー３４とリアウインドシールド用フレーム（隔壁ガラス用フレーム）３６とをＣＦＲＰ製又はＧＦＲＰ製としてルーフサイドレール３８とフロントピラー４０とフロントヘッダー４２とをアルミ製としたりすることも可能である。

また、本実施形態では、リアヘッダー３２とセンターピラー３４とを同幅とし、リアヘッダー３２の車幅方向端部の全幅とセンターピラー３４の車両上側端部との全幅とを、車幅方向に見て重なるように結合したが、リアヘッダー３２の車幅方向端部の一部とセンターピラー３４の車両上側端部の一部とが、車幅方向に見て重なるように結合されている構成も、本発明に含まれる。

本発明の一実施形態に係るアッパーキャビン構造を備える車体の車両後側を示す斜視図である。本発明の一実施形態に係るアッパーキャビン構造を備える車体の車両後側を示す分解斜視図である。

符号の説明

１２ボデー（車体）
１４アンダーボデー
１６アッパーキャビン部（車体の上部）
１８キャビン
２０トランクルーム
２４壁部
２６隔壁
３０サイドドア開口部
３２リアヘッダー
３４センターピラー
３４Ａフランジ部
３６リアウインドシールド用フレーム
３６Ａフランジ部
３８ルーフサイドレール
３８Ａフランジ部
４０フロントピラー
４２フロントヘッダー
４４結合部

Claims

ルーフ後端に配置されるリアヘッダーの車幅方向端部と車体側部の略中央に立設されるセンターピラーの車両上側端部とを、車幅方向に見て重なるように結合し、前記リアヘッダーと前記センターピラーとの結合部とアンダーボデーとを結合するリアウインドシールド用フレームを設け、
前記リアヘッダーと、前記センターピラーと、前記リアウインドシールド用フレームとがＣＦＲＰ又はＧＦＲＰで一体成形され、
ルーフサイドレールと、フロントピラーと、フロントヘッダーとがＣＦＲＰ又はＧＦＲＰで一体成形され、
前記ルーフサイドレールの車両後側端部の車両上側にはフランジ部が形成されており、該フランジ部が、前記リアヘッダーと前記センターピラーとの結合部の車両上側に結合されていることを特徴とする車体の上部構造。
前記アンダーボデーには、キャビンとトランクルームとを隔てる隔壁が設けられ、該アンダーボデーのキャビンの車幅方向両端部には、サイドドア開口部が形成された壁部が立設され、
前記リアウインドシールド用フレームの車両下側端部の車両後側には、車両下方へ延びるフランジ部が形成されており、このフランジ部が、前記隔壁の車幅方向端部の上部に接合され、
前記センターピラーの車両下側端部の車幅外側には、車両下方へ延びるフランジ部が形成されており、このフランジ部が、前記壁部の前記サイドドア開口部の車両後側の上部に接合され、
前記フロントピラーの車両前側端部は、前記壁部の前記サイドドア開口部の車両前側の上部に差し込まれて接合されていることを特徴とする請求項１に記載の車体の上部構造。