JP5593816B2 - 車体のルーフサイド構造 - Google Patents

Description

本発明は、車体のルーフサイド構造に関する。

従来から、前後方向、側方向および上方向からの荷重に対応するために、車体に高い強度（剛性）をもたせることが望まれている。例えば、特許文献１には、ピラー部およびサイドシル部の剛性を向上させる側部車体構造が開示されている。また、特許文献２に開示される車体構造では、ボディサイドパネルのアウタパネルとして機能する部位とインナパネルとして機能する部位との間に変位部が設けられている。この変位部にはリインフォースの前端部が面合わせして結合され、これによって、車体の剛性を向上させている。

特開２０００−２４７２５８号公報 特開２０００−１４２４６８号公報

車体上部に上下方向の荷重がかかる場合、車室内の空間を保持するためには、この上下方向にかかる荷重に対し、車体が高い剛性を確保する必要がある。このための１つの手段として、ルーフサイド構造の剛性の強化が挙げられる。

しかし、特許文献１のような技術では、ルーフサイド構造の剛性を向上させることができない。特許文献１の技術は、ピラー部およびサイドシル部（車体側部）の剛性を向上させるものであり、ルーフサイド構造（車体上部）の剛性を向上させる何らの対策も講じていないためである。

特許文献２のような技術では、確かにルーフサイド構造の剛性がある程度向上すると考えられる。しかし、さらに剛性を高めたルーフサイド構造が求められている。また、特許文献２の技術は、ボディサイドパネルを折曲加工し、リインフォースの前端部等に溶接する必要があるため、加工箇所が増え製造現場にかかる負担が増大するおそれがある。

ルーフサイド構造の剛性をさらに高める場合に注意しなければならないのは、ルーフサイド構造を、車体塗装ラインでの浸漬処理にて付着する電着液や洗浄液が溜まらないような形状にすることである。電着液や洗浄液が溜まりやすい（排出速度が低下する）場合には、車体に付いた鉄粉やゴミ等の異物が除去されずに後工程に持ち込まれるおそれがあるためである。また、電着液の付き回りが悪くなり、塗装の仕上がりにばらつきを生じるおそれがあるためでもある。

本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、高い剛性を確保しつつ、車体塗装ラインでの浸漬処理にて付着した電着液や洗浄液を貯留してしまうこともない車体のルーフサイド構造を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明の代表的な構成は、車体のルーフの側部から車体側面までの間に設置されて車体上部の後端近傍まで直線状に延びるルーフサイドインナパネルと、ルーフサイドインナパネルの車体後方部分の外側に車体前後方向にわたって取り付けられ、このルーフサイドインナパネルを補強するルーフサイドリヤリインフォースとを含む車体のルーフサイド構造であって、ルーフサイドリヤリインフォースは、車体前後方向に延伸し、ルーフサイドインナパネルに固定される２つの並列な車体取付面と、２つの車体取付面の互いの内側からほぼ垂直に起立する２つの起立面と、２つの起立面の上辺同士を接続する突出面とを有し、ルーフサイドリヤリインフォースはさらに、２つの起立面が水平面に対して車体後方にゆくほど下降していて、ルーフサイドリヤリインフォースの中心線は、ルーフサイドインナパネルに対して車体後方にゆくほど下降していることを特徴とする。

上記構成によれば、２つの車体取付面と、２つの起立面と、突出面とで、断面がハット形状に屈曲したルーフサイドリヤリインフォースが構成される。かかる屈曲した断面形状のリインフォースは、平坦な形状のリインフォースに比較して、格段に剛性が高い。したがって、ルーフサイド構造の剛性をより高めることができる。

一方、上記形状のリインフォースによれば、ハット形状の角部に車体塗装ラインでの浸漬処理にて付着する電着液や洗浄液が溜まりやすい。そこで、上記のように、ルーフサイドリヤリインフォースを水平面に対して車体後方にゆくほど下降させることで、電着液がこの下降に沿って排出されるように構成した。したがって、本発明によれば、高い剛性を確保しつつ、車体塗装ラインでの浸漬処理にて付着した電着液や洗浄液を貯留してしまうこともない車体のルーフサイド構造を提供することができる。

上記ルーフサイドリヤリインフォースの中心線は、ルーフサイドインナパネルに対して車体後方にゆくほど下降しているとよい。これにより、ルーフサイドリヤリインフォースの中心線が前後方向だけでなく上下方向のベクトルを持つので、ルーフサイドに上下方向にかかる荷重に対し、車体骨格の剛性をさらに高めることができる。

上記ルーフサイドリヤリインフォースは、上に凸の湾曲した軌跡で下降しているとよい。これにより、ルーフサイドに上方向からかかる荷重に対し、上に凸の湾曲部が剛性向上効果を持つので、車体骨格の剛性をさらに高めることができる。

上記ルーフサイドリヤリインフォースの前方に、ルーフサイドインナパネル外側に車体前後方向にわたって取り付けられ、このルーフサイドインナパネルを補強するルーフサイドリインフォースをさらに備え、ルーフサイドリヤリインフォースの車体前方部分とルーフサイドリインフォースの車体後方部分とが重なるように設置されているとよい。これにより、ルーフサイドリヤリインフォース前方においても、充分な剛性を確保することができる。特に、ルーフサイドリヤリインフォースおよびルーフサイドリインフォースを重なるように設置したため、両部材を一体と見なすことができ、継ぎ目部分が強度的な弱点となることを回避できる。

上記ルーフサイドリヤリインフォースは、ルーフサイドインナパネルと、このルーフサイドインナパネルの後端部に接続される後続部材とにまたがって取り付けられているとよい。これにより、ルーフサイドインナパネルと後続部材との連結を好適に補強することができる。つまり、ルーフサイドに上下方向にかかる荷重をルーフサイドインナパネルだけでなくルーフサイドリヤリインフォースを介しても後続部材に伝えることができる。また、後続部材に掛かる後方からの荷重を、効率よくルーフサイドインナパネルにも伝えることができるので、荷重の吸収性を向上することができる。

本発明によれば、ルーフサイドに上下方向にかかる荷重に対し、車体骨格の剛性を確保しつつ、車体塗装ラインでの浸漬処理にて付着した電着液や洗浄液を貯留してしまうこともない車体のルーフサイド構造を提供することができる。

本実施形態にかかるルーフサイド構造を適用した車体側部の分解斜視図である。 図１のうち、本実施形態にかかるルーフサイド構造を構成する各構成要素を示す図である。 図２のルーフサイド構造の各構成要素を組み立てた状態を示す図である。 図３のＡ−Ａ断面図である。 図３のルーフサイドリヤリインフォースの第１の変形例を示す図である。 図３のルーフサイドリヤリインフォースの第２の変形例を示す図である。 比較例としてのルーフサイド構造を例示する断面図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

[車体側部構造]
図１は、本実施形態にかかるルーフサイド構造を適用した車体側部の分解斜視図である。車体側部１００は、サイドボディアウタパネル１１０と、その内側に設けられるサイドボディインナパネル１１２とから構築される。

サイドボディインナパネル１１２は、複数の車体骨格部材が組み合わせられて構築される。例えば、車体前方部分には、フロントドアヒンジリインフォース１２０に接続してフロントインナアッパピラー１２２が配置される。フロントインナアッパピラー１２２の上端には、車体のルーフ（屋根）の側部と車体側面とをつなぐルーフサイドインナパネル１２４が接続される。

フロントインナアッパピラー１２２およびルーフサイドインナパネル１２４にまたがって、これらを補強するフロントピラーアッパリインフォース１２６が並列に備えられる。フロントインナアッパピラー１２２およびフロントピラーアッパリインフォース１２６は、車体のフロントガラスの側部を構成するため、これに沿うように水平面に対して車体前方にゆくほど下降している。

この車体前方への下降した形状に沿って、車体塗装ラインでの浸漬処理にてフロントインナアッパピラー１２２およびフロントピラーアッパリインフォース１２６に付着した電着液や洗浄液は排出される。電着液や洗浄液が溜まってしまう（排出速度が低下する）形状の場合には、車体に付いた鉄粉やゴミ等の異物が除去されずに後工程に持ち込まれるおそれがある。また、電着液の付き回りが悪くなり、塗装の仕上がりにばらつきを生じるおそれもある。

ルーフサイドインナパネル１２４の中途には、センタピラーインナパネル１２８がほぼ垂直に接続される。センタピラーインナパネル１２８の外側には、補強材としてのセンタピラーリインフォース１３０が備えられる。これらの下部は、上記フロントドアヒンジリインフォース１２０に前端が接続されるサイドシルストレングス１３２に連結される。サイドシルストレングス１３２の後端は、サイドシルリヤパネル１３４を介してホイールハウスインナパネル１３６、ホイールハウスアウタパネル１３８に接続する。かかるピラー部およびサイドシル部により、車体側部または車体下部の剛性が確保される。

ルーフサイドインナパネル１２４の後端部には、クォータインナエクステンション１４０（後続部材）が接続される。ルーフサイドインナパネル１２４からクォータインナエクステンション１４０にかけてこれらの外側には、車体前後方向にわたり、ルーフサイドリインフォース１４２およびルーフサイドリヤリインフォース１１６が備えられる。

ハッチバック車等では、箱型の車室空間を形成するために、クォータインナエクステンション１４０の下側がほぼ垂直にクォータインナパネル１４６に接続される。クォータインナパネル１４６は、クォータインナフロントリインフォース１４８を介してホイールハウスインナパネル１３６に接続される。クォータウィンドロアメンバ１５０は、クォータインナパネル１４６のウィンド開口部の下側に備えられる補強材である。これらの後方には、バックドアの枠体の一部をなすランプハウスインナパネル１５２が備えられる。

[ルーフサイド構造]
図２は、図１のうち、本実施形態にかかるルーフサイド構造を構成する各構成要素を示す図である。図２に示すように、ルーフサイド構造１１４は、ルーフサイドインナパネル１２４、クォータインナエクステンション１４０、ルーフサイドリインフォース１４２およびルーフサイドリヤリインフォース１１６で構成される。

ルーフサイドリヤリインフォース１１６は、ルーフサイドインナパネル１２４とクォータインナエクステンション１４０とにまたがって、２つの起立面１５６ａ、１５６ｂが水平面に対して車体後方にゆくほど下降するように取り付けられる。特に、本実施形態では、ルーフサイドリヤリインフォース１１６の中心線が、ルーフサイドインナパネル１２４に対して角度を成す。また、ルーフサイドリインフォース１４２が、その車体後方部分がルーフサイドリヤリインフォース１１６の前端（車体前方部分）に重なるように、ルーフサイドインナパネル１２４外側に取り付けられる。

図３は、図２のルーフサイド構造の各構成要素を組み立てた状態を示す図である。図４は、図３のＡ−Ａ断面図である。図３に示すように、ルーフサイド構造１１４では、ルーフサイドリヤリインフォース１１６が、ルーフサイドインナパネル１２４とクォータインナエクステンション１４０とにまたがって設置されるため、これらの連結が好適に補強される。つまり、ルーフサイドに上下方向にかかる荷重をルーフサイドインナパネル１２４だけでなくルーフサイドリヤリインフォース１４２を介してもクォータインナエクステンション１４０に伝えることができる。また、クォータインナエクステンション１４０に掛かる後方からの荷重を、効率よくルーフサイドインナパネル１２４にも伝えることができるので、荷重の吸収性を向上することができる。

また、ルーフサイドリヤリインフォース１１６の前端にルーフサイドリインフォース１４２が重畳する。そのため、両部材を一体と見なすことができ、継ぎ目部分が強度的な弱点となることを回避できる。

なお、ルーフサイドリヤリインフォース１１６とルーフサイドリインフォース１４２を別部材としているのは、ルーフサイドリヤリインフォース１１６の設定のある仕様車と、設定のない仕様車との間で部品の共通化を図るためである。これにより、生産効率の向上、コストの低減、車体後部の剛性バランスの調節などを簡単に行うことができる。

図４に示すように、ルーフサイドリヤリインフォース１１６では、２つの並列な車体取付面１５４ａ、１５４ｂが車体前後方向に延伸し（図３参照）、ルーフサイドインナパネル１２４に固定される。そして、２つの車体取付面１５４ａ、１５４ｂの互いの内側からほぼ垂直に２つの起立面１５６ａ、１５６ｂが起立し、この起立面１５６ａ、１５６ｂの上辺同士を突出面１５８が接続する。２つの車体取付面１５４ａ、１５４ｂ、２つの起立面１５６ａ、１５６ｂおよび突出面１５８により、ルーフサイドリヤリインフォース１１６はハット形状の断面を形成する。

図７は、比較例としてのルーフサイド構造を例示する断面図である。図７に示すように、比較例としてのルーフサイド構造１４では、ルーフサイドリヤリインフォース１６は、ルーフサイドインナパネル２４に固定される車体取付面５４ａから、外側が水平以下に下がるように傾斜面５６ａが延伸されていた。そして、傾斜面５６ａが突出面５８に接続されていた。突出面５８は、この傾斜面５６ａと、車体取付面５４ｂからほぼ垂直に起立する起立面５６ｂとによって支持されていた。しかし、かかるルーフサイドリヤリインフォース１６を設けたとしても、さらなる剛性の向上が望まれていた。

そこで、図４に示すように、本実施形態のルーフサイド構造１１４は上述のハット形状の断面を形成することとした。ハット形状によれば、ルーフサイドインナパネル１２４に平行な突出面１５８を、ルーフサイドインナパネル１２４に対しほぼ垂直に起立した２つの起立面１５６ａ、１５６ｂが支持する。一方、比較例のルーフサイド構造１４では、突出面５８を支持する面のうち、ルーフサイドインナパネル２４に対して垂直なため剛性を高められる起立面５６ｂは１つしかない。これより、本実施形態では比較例よりも高い剛性を得ることができる。また、比較例よりもルーフサイドリヤリインフォース１１６の断面の面積が大きくなるため、ルーフサイドリヤリインフォース１１６の変形量を確保でき、車体の荷重吸収性の向上に寄与することが可能となる。

しかし、上記のようにハット形状の断面を形成した場合には、車体取付面１５４ａと起立面１５６ａの外側の角部１６０ａ、および車体取付面１５４ｂと起立面１５６ｂの内側の角部１６０ｂに電着液や洗浄液が溜まらないようにする必要がある。そこで、図３に示すように、本実施形態では上記２つの起立面１５６ａ、１５６ｂが水平面に対して車体後方にゆくほど下降するようにルーフサイドリヤリインフォース１４２を設置する。これにより、生産時の下塗りの電着液や洗浄液が、この下降に沿って排出されるようになるため、角部１６０ａ、１６０ｂへ、電着液や洗浄液が溜まるおそれがない。

上記のように、ルーフサイドリヤリインフォース１１６を車体後方にゆくほど下降させる必要があるのは、箱型の車室空間を形成するハッチバック車等では、通常ルーフサイドインナパネル１２４が水平に備えられるためである。水平なルーフサイドインナパネルに沿うようにルーフサイドリヤリインフォースを取り付けた場合には、その角部に溜まる電着液や洗浄液を排出できないからである。

なお、上記電着液や洗浄液を排出するために、液抜きの孔を形成することも考えられる。しかし、液抜きの孔の形成は、車体の剛性を低下させてしまうため、当初の目的である車体の剛性向上に反することとなる。

図５は、図３のルーフサイドリヤリインフォースの第１の変形例を示す図である。図５に示すように、他のルーフサイドリヤリインフォース１１７として、車体取付面１５４ａ、１５４ｂ、起立面１５６ａ、１５６ｂおよび突出面１５８に、車体前後方向に延びるビード１６２をそれぞれ設けてもよい。かかるビード１６２を設けることで、各面の面剛性の向上を図ることができる。なお、図５では代表して１つのビード１６２に符号を付している。

ビード１６２を設けた場合には、ビード１６２の傾斜面に電着液や洗浄液が溜まるおそれがある。そこで、ビード１６２の傾斜面の勾配や、ルーフサイドリヤリインフォース１１７の車体後方への下降の程度を、確実に電着液や洗浄液を排出できるように設定するとよい。

再び、図３を参照しながら説明する。本実施形態では、ルーフサイドリヤリインフォース１１６の中心線が、ルーフサイドインナパネル１２４に対して角度を成す。すなわち、ルーフサイドリヤリインフォース１１６の中心線が、ルーフサイドインナパネル１２４に対して車体後方に行くほど下降するように設置される。これより、ルーフサイドリヤリインフォース１１６の中心線が前後方向だけでなく上下方向のベクトルを持つので、車体上部から入力される上下方向の荷重Ｘに対しルーフサイドインナパネル１２４の剛性を向上させることができる。この剛性の向上により、上記荷重Ｘがかかっても、車体各部にその荷重を分散させることができ、車室が変形することを回避できる。すなわち、上記荷重Ｘに対しルーフサイドインナパネル１２４の剛性を向上させ、車体の荷重吸収性の向上に寄与することが可能となる。

図６は、図３のルーフサイドリヤリインフォースの第２の変形例を示す図である。図６に示すように、第２の変形例としてのルーフサイドリヤリインフォース１１８は、上に凸の湾曲した軌跡で（円弧状に）車体後方側が下降している。これにより、ルーフサイドに上方向からかかる荷重に対し上に凸の湾曲部が剛性向上効果を持つので、上記と同様に車体上部から入力される上下方向の荷重Ｘに対しルーフサイドインナパネル１２４の剛性を向上させ、車体の荷重吸収性の向上に寄与することが可能となる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明した。本実施形態にかかるルーフサイド構造１１４によれば、車体に上下方向にかかる荷重に対し、車体上部の剛性を高めることができる。ピラー部およびサイドシル部により車体側部または車体下部の剛性を確保することで、さらなる相乗効果を生み出すことが可能である。これにより、高い剛性を確保することができる。

なお、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

本発明は、車体のルーフサイド構造に利用することができる。

１００…車体側部、１１０…サイドボディアウタパネル、１１２…サイドボディインナパネル、１１４…ルーフサイド構造、１１６、１１７、１１８…ルーフサイドリヤリインフォース、１２０…フロントドアヒンジリインフォース、１２２…フロントインナアッパピラー、１２４…ルーフサイドインナパネル、１２６…フロントピラーアッパリインフォース、１２８…センタピラーインナパネル、１３０…センタピラーリインフォース、１３２…サイドシルストレングス、１３４…サイドシルリヤパネル、１３６…ホイールハウスインナパネル、１３８…ホイールハウスアウタパネル、１４０…クォータインナエクステンション、１４２…ルーフサイドリインフォース、１４６…クォータインナパネル、１４８…クォータインナフロントリインフォース、１５０…クォータウィンドロアメンバ、１５２…ランプハウスインナパネル、１５４ａ、１５４ｂ…車体取付面、１５６ａ、１５６ｂ…起立面、１５８…突出面、１６０ａ、１６０ｂ…角部、１６２…ビード

Claims (4)

1. 車体のルーフの側部から車体側面までの間に設置されて車体上部の後端近傍まで直線状に延びるルーフサイドインナパネルと、
   前記ルーフサイドインナパネルの車体後方部分の外側に車体前後方向にわたって取り付けられ、該ルーフサイドインナパネルを補強するルーフサイドリヤリインフォースとを含む車体のルーフサイド構造であって、
   前記ルーフサイドリヤリインフォースは、前記車体前後方向に延伸し、前記ルーフサイドインナパネルに固定される２つの並列な車体取付面と、
   前記２つの車体取付面の互いの内側からほぼ垂直に起立する２つの起立面と、
   前記２つの起立面の上辺同士を接続する突出面とを有し、
   前記ルーフサイドリヤリインフォースはさらに、前記２つの起立面が水平面に対して車体後方にゆくほど下降していて、
   前記ルーフサイドリヤリインフォースの中心線は、前記ルーフサイドインナパネルに対して車体後方にゆくほど下降していることを特徴とする車体のルーフサイド構造。
2. 前記ルーフサイドリヤリインフォースは、上に凸の湾曲した軌跡で下降していることを特徴とする請求項１に記載の車体のルーフサイド構造。
3. 前記ルーフサイドリヤリインフォースの前方に、前記ルーフサイドインナパネル外側に車体前後方向にわたって取り付けられ、該ルーフサイドインナパネルを補強するルーフサイドリインフォースをさらに備え、
   前記ルーフサイドリヤリインフォースの車体前方部分と前記ルーフサイドリインフォースの車体後方部分とが重なるように設置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の車体のルーフサイド構造。
4. 前記ルーフサイドリヤリインフォースは、前記ルーフサイドインナパネルと、該ルーフサイドインナパネルの後端部に接続される後続部材とにまたがって取り付けられていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の車体のルーフサイド構造。

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