JPWO2015076195A1 - 車体上部構造 - Google Patents

Abstract

サイドレール部材（１２）に車幅方向の左右端部が支持されるルーフ部材（１４）と、サイドレール部材（１２）に結合される下端（２４ａ）から上方側且つ車幅方向の内側に延びて、ルーフ部材（１４）に上端（２４ｂ）が接合されるガセット（２４）とを備え、ルーフ部材（１４）は、ルーフアーチ（４０）と、ルーフアーチ（４０）の下方に配置され、サイドレール部材（１２）の車幅方向内側においてサイドレール部材（１２）に沿って車両前後方向に延びるように配置されると共に、ルーフアーチ（４０）の車幅方向外側端部（４２）に接合されて第１閉断面（４８）を構成するルーフスティフナ（４４）とを含み、ガセット（２４）の上端（２４ｂ）は、ルーフスティフナ（４４）に結合されることで、車幅方向に沿って第１閉断面（４８）に隣り合う第２閉断面（５２）が形成される。

Description

本発明は、例えば、自動車等の車両の車体上部構造に関する。

例えば、特許文献１には、図６に示されるように、車体側部のセンタピラ１と車体上部のルーフパネル２とを繋ぐ車室内側３の角部に、ジョイントブラケット４を設けたルーフ構造が開示されている。

このジョイントブラケット４は、一端（上端）がルーフパネル２に設けられたビード部５の下面に対して溶接接合され、他端（下端）がルーフサイドメンバ６の閉断面を構成するインナパネル７のパネル単体に対してボルト８ａ及びナット８ｂによって締結されている。なお、ビード部５は、ルーフパネル２を２つの張り面９ａ、９ｂに分割し、車室外側に向けて凹溝を形成する断面形状となっている。

特開２００１−２３３２４３号公報

しかしながら、特許文献１に開示されたルーフ構造では、ルーフパネル２が車両の意匠面を構成する部材であり、車室外側から視認して凹溝を有するビード部５を設けることで外観意匠性が低下する。また、ジョイントブラケット４の一端（上端）がビード部５の下面に対して直接的に溶接されるため、溶接後の溶接打痕がルーフの意匠面で車室外側から視認可能になると共に、溶接するときの加熱作用によってルーフパネル２に熱歪みが発生するおそれがある。

さらに、意匠性を考慮して、例えば、ビード部５を無くして単一の張り面を有するルールパネル２からなるルーフデザインとした場合、ジョイントブラケット４の一端（上端）が接合されるルーフパネル２単体の強度が不足して車体上部の剛性・強度が低下するという問題がある。

さらにまた、一端と同様に、ジョイントブラケット４の他端（下端）も、インナパネル７のパネル単体に対してボルト８ａ及びナット８ｂでボルト締結されているため、インナパネル７単体の強度が不足して車体上部の剛性・強度が低下するという問題がある。

本発明の目的は、意匠性を低下させることがなく、ルーフ部材とピラとを繋ぐ車室内側の角部の剛性・強度を確保することが可能な車体上部構造を提供することにある。

前記の目的を達成するために、本発明は、車両前後方向に延びる左右一対のサイドレール部材と、前記一対のサイドレール部材に車幅方向の左右端部が支持されるルーフ部材と、前記各サイドレール部材に結合される一端から上方側且つ車幅方向の内側に延びて、前記ルーフ部材に他端が結合されるガセットとを備える車体上部構造であって、前記ルーフ部材は、意匠面を構成するルーフパネルと、前記ルーフパネルの下方に配置され、前記一対のサイドレール部材の間で車幅方向に延びるルーフアーチと、前記ルーフアーチの下方に配置され、前記各サイドレール部材の車幅方向内側において前記各サイドレール部材に沿って車両前後方向に延びるように配置されると共に、前記ルーフアーチの車幅方向外側端部に結合されて第１閉断面を構成するルーフスティフナと、を含み、前記ガセットの他端は、前記ルーフスティフナに結合されることで、前記第１閉断面に隣り合う第２閉断面を形成することを特徴とする。

本発明によれば、ルーフアーチとルーフスティフナとによって第１閉断面を形成すると共に、サイドレール部材、ルーフスティフナ、及び、ガセットによって第２閉断面を形成している。これらの第１閉断面及び第２閉断面同士が隣り合う配置となり、サイドレール部材とルーフ部材との間における車幅方向への荷重伝達が、隣り合う２つの閉断面を介して伝達されることとなる。この結果、本発明では、車幅方向への荷重伝達効率が向上し、車体上部の剛性・強度を高めることができる。

また、本発明によれば、従来技術のような凹溝を有するビード部を設けることが不要になると共に、意匠面を構成するルーフパネルに対してガセットを直接的に結合していないため、意匠性を低下させることがなく、ルーフ部材とピラとを繋ぐ車室内側の角部の剛性・強度を確保することができる。

また、本発明は、前記ルーフスティフナが、上下方向で前記ルーフパネルに対向する下壁と、前記下壁から上方に立ち上がって車幅方向で対向する外側壁及び内側壁と、前記外側壁の上端から車幅方向外側に延びる外フランジと、前記内側壁の上端から車幅方向内側に延びる内フランジと、により形成されるハット状断面部を有し、前記ルーフスティフナの前記外フランジは、前記ルーフパネルの車幅方向外側端部に結合され、前記ルーフアーチは、前記ルーフパネルの下面に結合されるアーチ本体部と、前記ルーフパネルの車幅方向外側端部よりも車幅方向内側の部位を、前記アーチ本体部から下方に湾曲させて形成したアーチ湾曲部と、前記アーチ湾曲部の下端から車幅方向外側に延びて前記ルーフスティフナの前記外フランジに結合されるアーチ結合部と、を有し、前記ルーフパネルと、前記ルーフアーチの前記アーチ湾曲部及び前記アーチ結合部と、前記ルーフスティフナの前記外フランジとによって、前記第２閉断面に対して車両上下方向で重畳する第３閉断面が形成されることを特徴とする。

本発明によれば、第２閉断面に対して車両上下方向に重畳する第３閉断面が形成されることで、サイドレール部材とルーフ部材との間の車幅方向への荷重伝達が第１閉断面、第２閉断面、及び、第３閉断面を介して行われる。この結果、本発明では、車幅方向への荷重伝達効率がより一層向上し、車体上部の剛性・強度をより一層高めることができる。

さらに、本発明は、前記第３閉断面が、前記ルーフアーチを介して前記第１閉断面と車両上下方向で重畳するように形成されることを特徴とする。

本発明によれば、第１閉断面と第２閉断面とが隣り合う配置になると共に、第３閉断面が第１閉断面及び第２閉断面と車両上下方向でそれぞれ重畳する配置となる。このような第１閉断面、第２閉断面、及び、第３閉断面が、それぞれ隣り合うか又は上下方向で重畳する位置関係とすることで、複数の閉断面相互間で荷重を効率的に伝達し合うことが可能となり、車体上部の剛性・強度をより一層高めることができる。

さらにまた、本発明は、前記サイドレール部材が、前記ガセットの一端が結合されるレールインナと、前記レールインナの車幅方向外側に結合されるレールアウタと、を有し、前記レールインナ及び前記レールアウタにより、前記第２閉断面に隣り合う第４閉断面が形成されることを特徴とする。

本発明によれば、第２閉断面に隣り合う第４閉断面が形成されることで、サイドレール部材とルーフ部材との間の車幅方向への荷重伝達が、互いに隣り合う第１閉断面、第２閉断面、及び、第４閉断面を介して行われることとなる。この結果、本発明では、車幅方向への荷重伝達効率を向上させ、車体上部の剛性・強度をより一層高めることができる。

さらにまた、本発明は、車両上下方向に延びると共に、上端が前記サイドレール部材に結合されるピラをさらに備え、前記ピラは、車体を上面視して、前記ガセット及び前記ルーフアーチと車幅方向で重畳する位置に配置されることを特徴とする。

本発明によれば、上面視して、ピラとガセットとルーフアーチとが車幅方向で重畳する位置となることで、ピラと第１〜第４閉断面が車幅方向で重畳することとなる。この結果、本発明では、ピラからサイドレール部材を介してルーフ部材へ向けた車幅方向での荷重伝達効率が向上し、車体側部及び車体上部の剛性・強度をより一層高めることができる。

また、本発明によれば、例えば、ピラに入力される側突荷重を効率的に車体上部に伝達することができるため、側突性能を向上させることができる。さらに、ルーフ部材に入力されるロールオーバ荷重を効率的に車体側部に伝達することができるため、ロールオーバ性能を向上させることができる。さらにまた、車両がコーナを曲がるときにピラ及びルーフ部材に対して入力される変形荷重（変形モード）等を、車体上部及び車体側部にそれぞれ分散することができるため、変形モード性能を向上させることができる。

なお、本発明において、「結合」とは、例えば、溶接、接着等による「接合」や、ボルト及びナット、スタッドボルト等による「締結」を含んだ意味で用いている。

本発明では、意匠性を低下させることがなく、ルーフとピラとを繋ぐ車室内側の角部の剛性・強度を確保することが可能な車体上部構造を得ることができる。

本発明の実施形態に係る車体上部構造が適用された車両の左側部及び上部を車室内側からみた斜視図である。 図１に示すＡ部の部分拡大斜視図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った縦断面を含む斜視図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った端面図である。 センタピラとガセットとルーフアーチとを上面視した上面図である。 従来技術に係るルーフ構造を示す一部破断分解斜視図である。

次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図中に矢印で示される、「前後」及び「上下」は、車両の前後方向及び上下方向（鉛直上下方向）を示し、「左右」は、車両の左右方向（車幅方向）をそれぞれ示している。また、本実施形態では、部材間の「結合」として、例えば、溶接、接着等による「接合」や、ボルト及びナット、スタッドボルト等による「締結」を例示しているが、これに限定されるものではない。

図１に示されるように、本発明の実施形態に係る車体上部構造が適用された車両１０は、車両前後方向に延びる左右一対のサイドレール部材１２と、一対のサイドレール部材１２に車幅方向の左右端部が支持されるルーフ部材１４と、一対のサイドレール部材１２の下方で車両前後方向に延びる左右一対のサイドシル１６と、各サイドレール部材１２と各サイドシル１６との間に設けられる側部パネル部１８とを備えて構成されている。なお、本実施形態では、車両１０の左側部について詳細に説明し、左側部と対称に配置される右側部の説明を省略する。

図２に示されるように、さらに、車両１０は、ボルト２０及びナット２２（図４参照）を介して、各サイドレール部材１２に締結される下端（一端）２４ａから上方側且つ車幅方向の内側に延びて、ルーフ部材１４に上端（他端）が締結されるガセット２４を備える。ガセット２４には、車室内側に向かって膨出形成され車両上下方向に沿って略平行に延在する一対の補強リブ２５と、四隅角部に配置されたボルト挿通孔２７とが設けられている

図１に戻って、車両前方には、左サイドレール部材１２と左サイドシル１６との間を懸架するフロントピラ２６が設けられている。また、フロントピラ２６と側部パネル部１８との間には、車両上下方向に延びると共に、上端が左サイドレール部材１２に接合（結合）され下端がサイドシル１６に接合されるセンタピラ（ピラ）２８が設けられている。

図３及び図４に示されるように、センタピラ２８は、車室外側に位置するアウタピラ２８ａと、車室内側に位置するインナピラ２８ｂとから構成される。アウタピラ２８ａの上端は、後記するレールアウタ３６に接合（溶接）され、インナピラ２８ｂは、ボルト２０及びナット２２によってガセット２４及びレールインナ３４に共締めされて固定されている。このセンタピラ２８によって左フロントドア開口部３０ａと左リアドア開口部３０ｂとに分割されている（図１参照）。

図３及び図４に示されるように、左サイドレール部材１２は、最も車室外側に位置し車室外側に露出するサイドアウタパネル３２と、ガセット２４の車両上下方向に沿った下端（一端）２４ａがボルト２０及びナット２２を介して締結（結合）されるレールインナ３４と、レールインナ３４の車幅方向外側に接合されるレールアウタ３６とを有する。

図３及び図４に示されるように、ルーフ部材１２は、車室外側に臨んで意匠面を構成するルーフパネル３８と、車両上下方向においてルーフパネル３８の下方に配置され、左サイドレール部材１２の間で車幅方向に延びるルーフアーチ４０と、車両上下方向においてルーフアーチ４０の下方に配置され、左サイドレール部材１２の車幅方向内側において左サイドレール部材１２に沿って車両前後方向に延びるように配置されると共に、ルーフアーチ４０の車幅方向外側端部４２に接合（溶接）されるルーフスティフナ４４と、車幅方向沿って延在して一対のサイドレール部材１２に接合される複数のルーフクロスメンバ４６ａ〜４６ｃ（図１参照）とを備える。

図１に示されるように、ルーフ部材１２の車両前方には、略矩形状からなるサンルーフ開口部５０が形成されている。ルーフアーチ４０は、車室内側からみてサンルーフ開口部５０を囲繞するように設けられている。

図３及び図４に示されるように、ルーフスティフナ４４は、車両上下方向でルーフパネル３８に対向する下壁４４ａと、下壁４４ａから上方に立ち上がって車幅方向で対向する外側壁４４ｂ及び内側壁４４ｃと、外側壁４４ｂの上端から車幅方向外側に延びる外フランジ４４ｄと、内側壁４４ｃの上端から車幅方向内側に延びる内フランジ４４ｅとにより形成されるハット状断面部４５を有する。ルーフスティフナ４４の外フランジ４４ｄは、ルーフパネル３８の車幅方向外側端部３８ａに接合（溶接）されている。なお、車両上下方向に沿った内側壁４４ｃの高さ寸法は、外側壁４４ｂの高さ寸法よりも高く設定されている。

この接合部位では、上層から下層に向かう積層順に、ルーフパネル３８の車幅方向外側端部３８ａと、ルーフスティフナ４４の外フランジ４４ｄと、サイドパネルアウタ３２の車幅方向内側端部３２ａと、レールアウタ３６の車幅方向内側端部３６ａと、レールインナ３４の車幅方向内側端部３４ａと、からなる５つのパネル端部同士が車両上下方向で積層して一体的に接合（溶接）されている。

車両上下方向に沿った上側のルーフアーチ４０と下側のルーフスティフナ４４との間には、第１閉断面４８が形成される。この第１閉断面４８は、断面略三角形状からなり、車両前後方向に沿って延在するように設けられる。

ルーフアーチ４０は、ルーフパネル３８の下面に結合される上フランジ４１を有するアーチ本体部４０ａと、ルーフパネル３８の車幅方向外側端部３８ａよりも車幅方向内側の部位を、アーチ本体部４０ａから下方に湾曲させて形成したアーチ湾曲部４０ｂと、アーチ湾曲部４０ｂの下端から車幅方向外側に延びてルーフスティフナ４４の外フランジ４４ｄに接合（溶接）されるアーチ結合部４０ｃとを有する。なお、アーチ結合部４０ｃは、車幅方向においてルーフパネル３８の車幅方向外側端部３８ａと重畳しないように設けられている。

ガセット２４の上端（他端）２４ｂは、ルーフスティフナ４４の下壁４４ａにボルト２０及びナット２２を介して締結（結合）されることで、車幅方向に沿って第１閉断面４８に隣り合う第２閉断面５２が形成される。第２閉断面５２は、断面視して略直角三角形状に形成されている。

ルーフパネル３８と、ルーフアーチ４０のアーチ湾曲部４０ｂ及びアーチ結合部４０ｃと、ルーフスティフナ４４の外フランジ４４ｄとによって、第２閉断面５２に対して車両上下方向で重畳する第３閉断面５４が形成される。この第３閉断面５４は、ルーフアーチ４０を介して第１閉断面４８と車両上下方向で重畳するように形成される。また、レールインナ３４及びレールアウタ３６により、車幅方向に沿って第２閉断面５２に隣り合う第４閉断面５６が形成される。

さらに、図５に示されるように、車両（車体）を上面視して、センタピラ２８のピラインナ２８ｂと、ガセット２４と、ルーフアーチ４０とは、車幅方向で互いに重畳する位置に配置されている。なお、図５は、レール部材１２を構成するサイドアウタパネル３２、レールアウタ３６、及び、レールインナ３４と、ピラアウタ２８ａと、ルーフパネル３８とを車両１０から取り外した状態において、ピラインナ２８ｂとガセット２４とルーフアーチ４０とを上面視した上面図である。

本実施形態に係る車体上部構造が適用された車両１０は、基本的に以上のように構成されるものであり、次にその作用効果について説明する。

本実施形態では、互いに接合されるルーフアーチ４０とルーフスティフナ４４とによって第１閉断面４８を形成すると共に、サイドレール部材１２のレールインナ３４、ルーフスティフナ４４の外側壁４４ｂ、外フランジ４４ｄ、及び、ガセット２４によって第２閉断面５２を形成している。

本実施形態では、これらの第１閉断面４８及び第２閉断面５２同士が車幅方向に沿って隣り合う配置関係となり、サイドレール部材１２とルーフ部材１４との間における車幅方向への荷重伝達が、隣り合う２つの閉断面を介して伝達されることとなる。この結果、本実施形態では、車幅方向への荷重伝達効率が向上し、車体上部の剛性・強度を高めることができる。

すなわち、第１閉断面４８及び第２閉断面５２からなる２つの閉断面同士で荷重を伝達し合うことで、荷重の伝達経路が多くなると共に、荷重伝達面積を増大させることができるからである。なお、閉断面は、基本的に剛性・強度が高いが、２つの閉断面を隣り合わせることで、より一層剛性・強度を高くすることができる。

また、本実施形態では、従来技術のような凹溝を有するビード部を設けることが不要になると共に、意匠面を構成するルーフパネル３８に対してガセット２４を直接的に結合していないため、意匠性を低下させることがなく、ルーフ部材１４とセンタピラ２８とを繋ぐ車室内側の角部の剛性・強度を確保することができる。

さらに、本実施形態では、第２閉断面５２に対して車両上下方向に重畳する第３閉断面５４が形成されることで、サイドレール部材１２とルーフ部材１４との間の車幅方向への荷重伝達が第１閉断面４８、第２閉断面５２、及び、第３閉断面５４を介して行われる。この結果、本実施形態では、車幅方向への荷重伝達効率をより一層向上し、車体上部の剛性・強度をより一層高めることができる。

さらにまた、本実施形態では、第１閉断面４８と第２閉断面５２とが車幅方向で隣り合う配置関係になると共に、第３閉断面５４が第１閉断面４８及び第２閉断面５２と車両上下方向でそれぞれ重畳する配置関係となる。このような第１閉断面４８、第２閉断面５２、及び、第３閉断面５４が、それぞれ隣り合うか又は上下方向で重畳する位置関係とすることで、複数の閉断面相互間で荷重を効率的に伝達し合うことが可能となり、車体上部の剛性・強度をより一層高めることができる。

さらにまた、本実施形態では、第２閉断面５２と車幅方向で隣り合う第４閉断面５６が形成されることで、サイドレール部材１２とルーフ部材１４との間の車幅方向への荷重伝達が、車幅方向で互いに隣り合う第１閉断面４８、第２閉断面５２、及び、第４閉断面５６を介して行われることとなる。この結果、本実施形態では、車幅方向への荷重伝達効率を向上させ、車体上部の剛性・強度をより一層高めることができる。

さらにまた、本実施形態では、図５のように上面視して、センタピラ２８とガセット２４とルーフアーチ４０とが車幅方向で重畳する位置関係となることで、センタピラ２８と第１〜第４閉断面４８、５２、５４、５６が車幅方向で重畳することとなる。この結果、本実施形態では、センタピラ２８からサイドレール部材１２を介してルーフ部材１４へ向けた車幅方向での荷重伝達効率が向上し、車体側部及び車体上部の剛性・強度をより一層高めることができる。

さらにまた、本実施形態では、例えば、センタピラ２８に入力される側突荷重を効率的に車体上部に伝達することができるため、側突性能を向上させることができる。さらにまた、例えば、ルーフ部材１４に入力されるロールオーバ荷重を効率的に車体側部に伝達することができるため、ロールオーバ性能を向上させることができる。さらにまた、例えば、車両がコーナを曲がるときにセンタピラ２８及びルーフ部材１４に対して入力される変形荷重（変形モード）等を、車体上部及び車体側部にそれぞれ分散することができるため、変形モード性能を向上させることができる。

このように、本実施形態では、意匠性を低下させることがなく、ルーフ部材１４とセンタピラ２８とを繋ぐ車室内側の角部の剛性・強度を、ガセット２４を用いた簡素な構造によって確保することが可能な車体上部構造を得ることができる。

１０ 車両
１２ サイドレール部材
１４ ルーフ部材
２８ センタピラ（ピラ）
３４ レールインナ
３６ レールアウタ
３８ ルーフパネル
３８ａ （ルーフパネルの）車幅方向外側端部
４０ ルーフアーチ
４０ａ アーチ本体部
４０ｂ アーチ湾曲部
４０ｃ アーチ結合部
４２ （ルーフアーチの）車幅方向外側端部
４４ ルーフスティフナ
４４ａ 下壁
４４ｂ 外側壁
４４ｃ 内側壁
４４ｄ 外フランジ
４４ｅ 内フランジ
４５ ハット状断面部
４８ 第１閉断面
５２ 第２閉断面
５４ 第３閉断面
５６ 第４閉断面

Claims (5)

1. 車両前後方向に延びる左右一対のサイドレール部材と、
   前記一対のサイドレール部材に車幅方向の左右端部が支持されるルーフ部材と、
   前記各サイドレール部材に結合される一端から上方側且つ車幅方向の内側に延びて、前記ルーフ部材に他端が結合されるガセットとを備える車体上部構造であって、
   前記ルーフ部材は、
   意匠面を構成するルーフパネルと、
   前記ルーフパネルの下方に配置され、前記一対のサイドレール部材の間で車幅方向に延びるルーフアーチと、
   前記ルーフアーチの下方に配置され、前記各サイドレール部材の車幅方向内側において前記各サイドレール部材に沿って車両前後方向に延びるように配置されると共に、前記ルーフアーチの車幅方向外側端部に結合されて第１閉断面を構成するルーフスティフナと、
   を含み、
   前記ガセットの他端は、前記ルーフスティフナに結合されることで、前記第１閉断面に隣り合う第２閉断面を形成することを特徴とする車体上部構造。
2. 請求項１記載の車体上部構造において、
   前記ルーフスティフナは、
   上下方向で前記ルーフパネルに対向する下壁と、
   前記下壁から上方に立ち上がって車幅方向で対向する外側壁及び内側壁と、
   前記外側壁の上端から車幅方向外側に延びる外フランジと、
   前記内側壁の上端から車幅方向内側に延びる内フランジと、
   により形成されるハット状断面部を有し、
   前記ルーフスティフナの前記外フランジは、前記ルーフパネルの車幅方向外側端部に結合され、
   前記ルーフアーチは、
   前記ルーフパネルの下面に結合されるアーチ本体部と、
   前記ルーフパネルの車幅方向外側端部よりも車幅方向内側の部位を、前記アーチ本体部から下方に湾曲させて形成したアーチ湾曲部と、
   前記アーチ湾曲部の下端から車幅方向外側に延びて前記ルーフスティフナの前記外フランジに結合されるアーチ結合部と、
   を有し、
   前記ルーフパネルと、前記ルーフアーチの前記アーチ湾曲部及び前記アーチ結合部と、前記ルーフスティフナの前記外フランジとによって、前記第２閉断面に対して車両上下方向で重畳する第３閉断面が形成されることを特徴とする車体上部構造。
3. 請求項２記載の車体上部構造において、
   前記第３閉断面は、前記ルーフアーチを介して前記第１閉断面と車両上下方向で重畳するように形成されることを特徴とする車体上部構造。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の車体上部構造において、
   前記サイドレール部材は、
   前記ガセットの一端が結合されるレールインナと、
   前記レールインナの車幅方向外側に結合されるレールアウタと、
   を有し、
   前記レールインナ及び前記レールアウタにより、前記第２閉断面に隣り合う第４閉断面が形成されることを特徴とする車体上部構造。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載の車体上部構造において、
   車両上下方向に延びると共に、上端が前記サイドレール部材に結合されるピラをさらに備え、
   前記ピラは、車体を上面視して、前記ガセット及び前記ルーフアーチと車幅方向で重畳する位置に配置されることを特徴とする車体上部構造。

Images