JP5346799B2

JP5346799B2 - 車体上部構造

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Publication number: JP5346799B2
Application number: JP2009297078A
Authority: JP
Inventors: 豊也金口
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2009-12-28
Filing date: 2009-12-28
Publication date: 2013-11-20
Anticipated expiration: 2029-12-28
Also published as: JP2011136623A

Description

この発明は、ルーフ側部から車体前方側と後方側とに跨る車体上部構造に関するものである。

センダン型の車両等においては、ルーフ側部にルーフサイドレールが配置され、そのルーフサイドレールの前後にフロントピラーとリヤピラーが設けられ、これらの各外面側に車体の外面を成す外板パネルが取り付けられている（例えば、特許文献１参照）。

米国特許第５３３２２８１号明細書特開２００７−８３３０４号公報

しかし、この従来の車体上部構造においては、車両の外面デザインにほぼ沿わせるようにフロントピラー、ルーフサイドレール、リヤピラーの各外形や断面形状が決定されているため、車体の前後方向に衝撃荷重が入力されたときに、これらの接合部や断面の大きく変化する部分に応力集中が生じることが懸念される。

そこでこの発明は、フロントピラーからルーフサイドレールとリヤピラーに連続する領域での応力集中を低減することのできる車体上部構造を提供しようとするものである。

この発明に係る車体上部構造では、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。
請求項１に係る発明は、ルーフ側部に配置されるルーフサイドレールと、このルーフサイドレールの前端部から前部下方に向かって延出するフロントピラーと、前記ルーフサイドレールの後端部から後部下方に向かって延出するリヤピラーと、が設けられ、これらの車外側に車体の外面を成す外板パネル（例えば、実施形態におけるアウタパネル４３）が取り付けられる車体上部構造において、前記ルーフサイドレールとフロントピラーとリヤピラーとが、略閉断面の筒状部材に対して特開２００７−８３３０４号公報に開示されるような三次元曲げ成形を施すことによって連続した一体のフレーム部材（例えば、実施形態における上部フレーム１０）として形成され、このフレーム部材上のルーフサイドレール領域（例えば、実施形態におけるルーフサイドレール領域１０ａ）、フロントピラー領域（例えば、実施形態におけるフロントピラー領域１０ｂ）、リヤピラー領域（例えば、実施形態におけるリヤピラー領域１０ｃ）にそれぞれ外板パネルが取り付けられ、前記ルーフサイドレール領域の上面と外板パネルの間は、少なくとも一部が高さ補足用のブラケット（例えば、実施形態におけるブラケット４６）を介して結合され、前記フレーム部材の後端部が、車体の後部下方側で車体前後方向に延出するリヤサイドフレーム（例えば、実施形態におけるリヤサイドフレーム１６）の後端部の前後位置とほぼ同位置まで延出し、その延出端が別体の連結部材（例えば、実施形態における第１，第２連結部材４８，４９）を介して前記リヤサイドフレームの後端部と結合されていることを特徴とするものである。

請求項２に係る発明は、ルーフ側部に配置されるルーフサイドレールと、このルーフサイドレールの前端部から前部下方に向かって延出するフロントピラーと、前記ルーフサイドレールの後端部から後部下方に向かって延出するリヤピラーと、が設けられ、これらの車外側に車体の外面を成す外板パネル（例えば、実施形態におけるアウタパネル４３）が取り付けられる車体上部構造において、前記ルーフサイドレールとフロントピラーとリヤピラーとが、略閉断面の筒状部材に対して特開２００７−８３３０４号公報に開示されるような三次元曲げ成形を施すことによって連続した一体のフレーム部材（例えば、実施形態における上部フレーム１０）として形成され、このフレーム部材上のルーフサイドレール領域（例えば、実施形態におけるルーフサイドレール領域１０ａ）、フロントピラー領域（例えば、実施形態におけるフロントピラー領域１０ｂ）、リヤピラー領域（例えば、実施形態におけるリヤピラー領域１０ｃ）にそれぞれ外板パネルが取り付けられ、前記ルーフサイドレール領域の上面と外板パネルの間は、少なくとも一部が高さ補足用のブラケット（例えば、実施形態におけるブラケット４６）を介して結合され、前記フレーム部材の車室内側の面には長手方向に沿う溝部（例えば、実施形態における溝部４２）が形成され、その溝部に車内側車体部品が配置されることを特徴とする。

請求項３に係る発明は、ルーフ側部に配置されるルーフサイドレールと、このルーフサイドレールの前端部から前部下方に向かって延出するフロントピラーと、前記ルーフサイドレールの後端部から後部下方に向かって延出するリヤピラーと、が設けられ、これらの車外側に車体の外面を成す外板パネル（例えば、実施形態におけるアウタパネル４３）が取り付けられる車体上部構造において、前記ルーフサイドレールとフロントピラーとリヤピラーとが、略閉断面の筒状部材に対して特開２００７−８３３０４号公報に開示されるような三次元曲げ成形を施すことによって連続した一体のフレーム部材（例えば、実施形態における上部フレーム１０）として形成され、このフレーム部材上のルーフサイドレール領域（例えば、実施形態におけるルーフサイドレール領域１０ａ）、フロントピラー領域（例えば、実施形態におけるフロントピラー領域１０ｂ）、リヤピラー領域（例えば、実施形態におけるリヤピラー領域１０ｃ）にそれぞれ外板パネルが取り付けられ、前記ルーフサイドレール領域の上面と外板パネルの間は、少なくとも一部が高さ補足用のブラケット（例えば、実施形態におけるブラケット４６）を介して結合され、前記フレーム部材は、前記略閉断面の筒状部材を造形する際に相互に付き合わされて閉断面の外側に突出する接合フランジ（例えば、実施形態における接合フランジ３２）が形成され、その接合フランジがドア開口用トリムの取付フランジとして用いられることを特徴とする。

請求項１に係る発明によれば、フロントピラーからルーフサイドレールとリヤピラーに連続する領域が三次元曲げされた略閉断面の連続した筒状部材によって形成され、この筒状部材の取り付けられる外板パネルのうちの上方に膨出するルーフ部では、筒状部材のルーフサイドレール領域の上面と外板パネルの間の少なくとも一部が高さ補足用のブラケットを介して結合されていることから、車体前後方向に作用する衝撃荷重を、略閉断面で湾曲変化の小さい連続したフレーム部材で受け止めることができ、応力集中の発生を確実に低減することができる。そして、この発明によれば、連続したフレーム部材で効率良く荷重を受け止めることができることから、部材同士の接合構造や補強部材の追加を低減でき、車両の軽量化に寄与することができる。
また、上部側のフレーム部材が、リヤサイドフレームの後端部の前後位置とほぼ同位置まで延設され、その延出端が車体下部側の主要骨格であるリヤサイドフレームの後端部に結合されるため、車体後部方向から入力される荷重を車体上部側のフレーム部材と車体下部側のリヤサイドフレームとに分散させ、効率良く車体全域で受け止めることができる。したがって、補強部材を削減してさらなる車両の軽量化を図ることができる。

請求項２に係る発明によれば、フレーム部材の車室内側の面に長手方向に沿う溝部が形成され、その溝部にエアバッグ等の車内側車体部品が配置されるようにしたため、車内側車体部品の車室空間への膨出量を縮小することができるとともに、溝部によってフレーム部材の剛性と強度の向上を図ることができる。

請求項３に係る発明によれば、フレーム部材の製造時に形成される接合フランジが、ドア開口用トリムの取付フランジとして用いられるため、製造効率をより高めることができる。

この発明の一実施形態の車両の骨格部を示す斜視図である。この発明の一実施形態の車両の図１のＡ−Ａ断面に対応する断面図である。この発明の一実施形態の車両の図１のＢ−Ｂ断面に対応する断面図である。この発明の一実施形態の車両の図１のＣ−Ｃ断面に対応する断面図である。この発明の一実施形態の車両の骨格部の一部を示す斜視図である。この発明の一実施形態の車両の骨格部の一部を示す分解斜視図である。この発明の一実施形態の車両の図５のＤ−Ｄ断面に対応する断面図である。この発明の一実施形態の車両部品の変形例を示す斜視図である。この発明の一実施形態の車両部品の別の変形例を示す斜視図である。この発明の一実施形態の車両部品のさらに別の変形例を示す斜視図である。この発明の一実施形態の車両の骨格部の模式的な側面図である。

以下、この発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、この実施形態に係る車両１の骨格部を示す斜視図である。
この実施形態の車両１はセダン型の車両であり、車室２の前後にエンジンルーム３とトランクルーム４が設けられ、車室２内には前席スペースと後席スペースが確保されている。

車両１のルーフの車幅方向の両側には、車体前後方向に延出する閉断面構造の上部フレーム１０（フレーム部材）が配置され、車室２の両側部の下方には、車体前後方向に延出する閉断面構造のサイドシル１１が配置されている。上部フレーム１０は、ルーフの側部からさらに車両の前部下方と後部下方に向かって延出しており、ルーフ側部のルーフサイドレール領域１０ａの前後にフロントピラー領域１０ｂとリヤピラー領域１０ｃが連続して設けられた構造とされている。そして、車両左右の上部フレーム１０とサイドシル１１の車体前後方向の略中央領域同士はセンタピラー１２によって連結されている。

センタピラー１２は、金属製の角筒状部材から成る前部ピラー管３０Ａと後部ピラー管３０Ｂが結合させて構成されている。前部ピラー管３０Ａと後部ピラー管３０Ｂは、ロールフォーム成形によって閉断面形状に形成された後に、特開２００７−８３３０４号公報に開示される三次元曲げ成形によって所定の湾曲形状に造形されている。具体的には、前部ピラー管３０Ａは上下の端縁が前方側に湾曲し、後部ピラー管３０Ｂは上下の端縁が後方側に湾曲しており、両者の上下方向の中央領域は車幅方向外側に向かって若干膨出している。
また、前部ピラー管３０Ａと後部ピラー管３０Ｂの側壁の少なくとも一面には、強度及び剛性を高めるための長手方向に沿うビード３１（溝）がロールフォーム成形によって形成されている。

そして、上記のように形成された前部ピラー管３０Ａと後部ピラー管３０Ｂは上下方向略中央の弓状に湾曲した凸部同士がＭＩＧ溶接等によって相互に接合されている（接合箇所は符号Ｘで示す）。こうして接合された前部ピラー管３０Ａと後部ピラー管３０Ｂの上下の端縁はそれぞれ前後に分岐するかたちで湾曲し、分岐した各端部は上部フレーム１０とサイドシル１１とにＭＩＧ溶接等によって結合されている。したがって、前部ピラー管３０Ａと後部ピラー管３０Ｂは上下の端部が上部フレーム１０とサイドシル１１に対してトラス構造を成すように結合されている。

左右の上部フレーム１０のルーフサイドレール領域１０ａ同士は、車幅方向に延出する複数のルーフレール１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃによって連結されており、左右のサイドシル１１同士は、同様に車幅方向に延出する複数のフロアクロスメンバ１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃによって連結されている。また、左右の各上部フレーム１０の前端部（フロントピラー領域１０ｂの前端部）は、サイドシル１１の前端部から上方に垂立する閉断面構造のフロントピラーロア１８の上端部と、フロントピラーロア１８の上端部から前部下方に向かって湾曲して延出するアッパメンバ１９とに連結されている。

エンジルーム３の車幅方向の両側には、車体前後方向に延出するフロントサイドフレーム１５が配置され、トランクルーム４の車幅方向の両側には、車体前後方向に延出するリヤサイドフレーム１６が配置されている。
左右のフロントサイドフレーム１５の後端部は、車幅方向に延出して左右のフロントピラーロア１８を連結するダッシュボードロア・クロスメンバ２０と、車室２の下方で車体前後方向に延出するフロントフロアフレーム２１の前縁部に結合されている。また、各フロントサイドフレーム１５の後端部よりの側面はアウトリガー２２を介してサイドシル１１の前端部に結合されている。なお、図１中、２３は、エンジンルーム３の前部上端側において左右のアッパメンバ１９を連結する略コ字状のフロントバルクヘッドアッパであり、２４は、フロントバルクヘッドアッパ２３に結合されてラジエータ収納部を形成するフロントバルクヘッドロアである。また、車両１の前部下方まで延出した左右のアッパメンバ１９の前端部は、連結部材２５を介してフロントサイドフレーム１５の前端部側面に結合されている。

一方、左右のリヤサイドフレーム１６の前端部は、車幅方向外側に湾曲して左右のサイドシル１１に結合されるとともに、複数のクロスメンバ２６Ａ，２６Ｂを介して相互に連結されている。

図２，図３，図４は、パネル材が取り付けられた上部フレーム１０のフロントピラー領域１０ｂ、ルーフサイドレール領域１０ａ、リヤピラー領域１０ｃの各断面を示すものである。
上部フレーム１０は、ロールフォーム成形によって略閉断面形状の筒状部材が形成された後、その筒状部材が三次元曲げ成形によって所定の湾曲形状に造形されている。上部フレーム１０は、具体的には、接合フランジ３２が突設された略三角形状の閉断面形状とされ、接合フランジ３２が車体下方に向き、断面の略三角の一辺を成す側壁４１が車室内側に向くよう組み付けられる。そして、上部フレーム１０の車室内側に向く側壁４１には、長手方向に沿う溝部４２がロールフォーム成形によって形成されている。この溝部４２には車室内側において図示しないカーテンエアバッグ装置（室内側車体部品）が取り付けられる。
また、接合フランジ３２は、ドア開口を成す領域では図示しないボディサイドウェザーストリップ等のドア開口用トリムが取り付けられる。つまり、接合フランジ３２はドア開口用トリムの取付フランジとして用いられる。

また、上部フレーム１０の車外側には、車体の外面を成すアウタパネル４３（外板パネル）が上部フレーム１０との間で閉断面を成すように取付けられている。具体的には、フロントピラー領域１０ｂでは、図２に示すように、その上面４４に別のパネル部材４５を介してアウタパネル４３の車幅方向の内側縁部が固定され、接合フランジ３２の車外側面にアウタパネル４３の下縁部が固定されている。ルーフサイドレール領域１０ａでは、図３に示すように、その上面に略コ字状の高さ補足用のブラケット４６を介してアウタパネル４３の車幅方向の内側縁部がルーフパネル４７とともに固定され、接合フランジ３２の車外側面にアウタパネル４３の下縁部が固定されている。また、リヤピラー領域１０ｃでは、図４に示すように、その上面にアウタパネル４３の車幅方向の内側縁部が固定され、接合フランジ３２には、リヤインナパネル２７を介してアウタパネル４３の下縁部が固定されている。なお、リヤインナパネル２７は、図１に示すように、その下縁にリヤホイールハウス２８が一体に設けられ、リヤホイールハウス２８の前縁部がサイドシル１１の後端部に結合されている。

図５〜図７は、車両１の後部側面の骨格部構造を示すものである。
上部フレーム１０の後端部は、図１に示すように、リヤサイドフレーム１６の後端部に対し車体前後方向のほぼ同位置まで延出しており、両者の後端部の近傍は、図５〜図７に示す第１連結部材４８と第２連結部材４９を介して結合されている。なお、第１連結部材４８と第２連結部材４９は、リヤフロアパネル５０の端部のフランジ５０ａを挟み込んだ状態で相互に結合されている。

なお、以上では、上部フレーム１０をロールフォーム成形で形成した例について説明したが、上部フレーム１０はロールフォーム成形に限らず、引き抜き成形や、押出し成形、ＵＯ成形等によって形成することも可能である。
また、ロールフォーム成形や引き抜き成形、押し出し成形、ＵＯ成形等によって形成される上部フレーム１０の管材は必ずしも一定断面に形成する必要はなく、例えば、図８，図９，図１０に示すように断面形状を連続的に変化させるようにしても良い。

以上のように、この実施形態の車両１の車体上部構造においては、フロントピラー領域１０ｂとルーフサイドレール領域１０ａとリヤピラー領域１０ｃとが略閉断面形状の上部フレーム１０に連続して形成され、上部フレーム１０の車外側に取り付けられるアウタパネル４３のうちの最も上方に膨出するルーフサイド部が、高さ補足用のブラケット４６を介してルーフサイドレール領域１０ａの上面に結合されているため、車体前後方向から入力される衝撃荷重を、略閉断面で湾曲変化の小さい連続した上部フレーム１０で確実に受け止めることができる。したがって、車体前後方向からの入力荷重を、応力集中を招くことなく上部フレーム１０の全域で受け止めることができるため、複数の部材をつなぎ合わせたり、特別な補強構造を追加することによる重量増加を回避でき、車両１の軽量化を図るうえで有利となる。

また、この実施形態の車両１においては、上部フレーム１０の後端部が、リヤサイドフレーム１６の後端部の前後位置とほぼ同じ位置まで延設され、その後端部の近傍部分が第１，第２連結部材４８，４９を介して車体下部側の主要骨格部材であるリヤサイドフレーム１６の後端部の近傍に結合されているため、図１１に示すように車体後部から入力される前後方向の荷重を、上部フレーム１０とリヤサイドフレーム１６とに分散して効率良く受け止めることができる。

さらに、この実施形態の車両１の場合、車体下部側の骨格部材であるリヤサイドフレーム１６とサイドシル１１とフロントサイドフレーム１５が車体前後方向で連結されるとともに、車体上部側の骨格部材である上部フレーム１０とアッパメンバ１９が車体前後方向で連結され、車体の前端部側でアッパメンバ１９とフロントサイドフレーム１５が相互に結合されているため、車体前後方向からの入力荷重を上下の骨格部材による籠状構造によって効率良く受け止めることができる。したがって、車両１全体のさらなる軽量化を図ることができる。

また、この車両１の車体上部構造においては、上部フレーム１０の車室内側の側壁４１に長手方向に沿う溝部４２が設けられ、その溝部４２にカーテンエアバッグ装置の一部が配置されるようになっているため、溝部４２によって上部フレーム１０の剛性と強度の向上を図ることができるうえ、カーテンエアバッグ装置の車室空間への膨出量を縮小することができる。

また、この車体上部構造の場合、上部フレーム１０の製造時に形成される接合フランジ３２がボディサイドウェザーストリップ等のドア開口用トリムの取付フランジとして用いられているため、取付フランジを形成するための特別な工程が不要になり、その分、製造効率の向上が可能になる。

なお、この発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。

１０…上部フレーム（フレーム部材）
１０ａ…ルーフサイドレール領域
１０ｂ…フロントピラー領域
１０ｃ…リヤピラー領域
１６…リヤサイドフレーム
３２…接合フランジ
４２…溝部
４３…アウタパネル（外板パネル）
４６…高さ補足用のブラケット
４８…第１連結部材（連結部材）
４９…第２連結部材（連結部材）

Claims

ルーフ側部に配置されるルーフサイドレールと、このルーフサイドレールの前端部から前部下方に向かって延出するフロントピラーと、前記ルーフサイドレールの後端部から後部下方に向かって延出するリヤピラーと、が設けられ、これらの車外側に車体の外面を成す外板パネルが取り付けられる車体上部構造において、
前記ルーフサイドレールとフロントピラーとリヤピラーとが、略閉断面の筒状部材を三次元曲げ成形することによって連続した一体のフレーム部材として形成され、
このフレーム部材上のルーフサイドレール領域、フロントピラー領域、リヤピラー領域にそれぞれ外板パネルが取り付けられ、前記ルーフサイドレール領域の上面と外板パネルの間は、少なくとも一部が高さ補足用のブラケットを介して結合され、
前記フレーム部材の後端部が、車体の後部下方側で車体前後方向に延出するリヤサイドフレームの後端部の前後位置とほぼ同位置まで延出し、
その延出端が別体の連結部材を介して前記リヤサイドフレームの後端部と結合されていることを特徴とする車体上部構造。
ルーフ側部に配置されるルーフサイドレールと、このルーフサイドレールの前端部から前部下方に向かって延出するフロントピラーと、前記ルーフサイドレールの後端部から後部下方に向かって延出するリヤピラーと、が設けられ、これらの車外側に車体の外面を成す外板パネルが取り付けられる車体上部構造において、
前記ルーフサイドレールとフロントピラーとリヤピラーとが、略閉断面の筒状部材を三次元曲げ成形することによって連続した一体のフレーム部材として形成され、
このフレーム部材上のルーフサイドレール領域、フロントピラー領域、リヤピラー領域にそれぞれ外板パネルが取り付けられ、前記ルーフサイドレール領域の上面と外板パネルの間は、少なくとも一部が高さ補足用のブラケットを介して結合され、
前記フレーム部材の車室内側の面には長手方向に沿う溝部が形成され、その溝部に車内側車体部品が配置されることを特徴とする車体上部構造。
ルーフ側部に配置されるルーフサイドレールと、このルーフサイドレールの前端部から前部下方に向かって延出するフロントピラーと、前記ルーフサイドレールの後端部から後部下方に向かって延出するリヤピラーと、が設けられ、これらの車外側に車体の外面を成す外板パネルが取り付けられる車体上部構造において、
前記ルーフサイドレールとフロントピラーとリヤピラーとが、略閉断面の筒状部材を三次元曲げ成形することによって連続した一体のフレーム部材として形成され、
このフレーム部材上のルーフサイドレール領域、フロントピラー領域、リヤピラー領域にそれぞれ外板パネルが取り付けられ、前記ルーフサイドレール領域の上面と外板パネルの間は、少なくとも一部が高さ補足用のブラケットを介して結合され、
前記フレーム部材は、前記略閉断面の筒状部材を造形する際に相互に付き合わされて閉断面の外側に突出する接合フランジが形成され、その接合フランジがドア開口用トリムの取付フランジとして用いられることを特徴とする車体上部構造。