JP2004082885A

JP2004082885A - 自動車車体の上側部構造

Info

Publication number: JP2004082885A
Application number: JP2002247355A
Authority: JP
Inventors: Keita Nakajima; 中島　慶太; Eizo Kawai; 川合　英造; Toru Iwamura; 岩村　徹
Original assignee: Daihatsu Motor Co Ltd; Toyota Motor Corp
Current assignee: Daihatsu Motor Co Ltd; Toyota Motor Corp
Priority date: 2002-08-27
Filing date: 2002-08-27
Publication date: 2004-03-18
Anticipated expiration: 2022-08-27
Also published as: JP4175611B2

Abstract

【課題】自動車の「前突」時など、シートベルトアンカを介しピラーに前方に向う大きい外力が与えられたときでも、上記ピラーの後方近傍におけるルーフサイドレールの部分のスポット溶接が容易には破断しないようにする。
【解決手段】ルーフサイドレール４が、車体１の幅方向で互いに対面するレールアウタパネル１７およびレールインナパネル１８と、これら両パネル１７，１８の間に介設されるレール補強パネル１９とを備える。レールアウタパネル１７、レールインナパネル１８、およびレール補強パネル１９の各下縁部を互いにスポット溶接Ｓ２により結合させる。スポット溶接Ｓ２のうち、ピラー７の後方近傍に位置するスポット溶接Ｓ２´を通るルーフサイドレール４の横断面視（図１）で、レール補強パネル１９の一部分に溝形状の屈曲部３１を成形する。
【選択図】　　図１

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、自動車車体の上側部構造に関し、より詳しくは、ルーフサイドレールの前後方向の中途部と、ピラーの上端部との結合部の構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
上記自動車車体の上側部構造には、従来、特開平９‐７６９３７号公報で示されたものがある。
【０００３】
上記公報のものによれば、車体の上側部は、車体の前後方向に延びるルーフサイドレールと、このルーフサイドレールの前後方向の中途部の下方に位置して上下方向に延びその上端部が上記ルーフサイドレールの中途部に結合されるセンタピラーとを備え、上記ルーフサイドレールが、車体の幅方向で互いに対面するレールアウタパネルおよびレールインナパネルと、これら両パネルの間に介設されるレール補強パネルとを備えている。
【０００４】
また、上記構成において、従来、レールアウタパネル，レールインナパネル、およびレール補強パネルの各下縁部を互いにスポット溶接により結合させ、上記センタピラーにシートベルトアンカーを取り付け、このシートベルトアンカーに連結されたシートベルトにより、シートに着座した着座者をシート上に保持可能としたものがある。
【０００５】
上記構成の自動車が前進走行中にその前方の何らかの物体に衝突（「前突」）したとき、シート上の着座者はその慣性力によってシートから前方に向って相対移動しようとするが、上記シートベルトが着座者をシート上に保持しようとし、かつ、上記シートベルトはシートベルトアンカを介しセンタピラーに強固に支持される。よって、着座者は上記シートベルトによりシート上に保持されて保護されることとなる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記自動車の「前突」時には、一般に、シートベルトアンカを介しセンタピラーに前方に向う大きい外力が与えられる。この場合、このセンタピラーが前方に向い撓み、このセンタピラーにより上記ルーフサイドレールの中途部が下方に向うよう引張されると、上記センタピラーの後方近傍における上記ルーフサイドレールの部分には応力集中が生じがちとなり、この結果、上記スポット溶接のうち、上記センタピラーの後方近傍に位置するスポット溶接が破断して、上記レールアウタパネル，レールインナパネル、およびレール補強パネルの各下縁部の互いの結合が解除されるおそれがある。
【０００７】
本発明は、上記のような事情に注目してなされたもので、自動車の「前突」時など、シートベルトアンカを介しピラーに前方に向う大きい外力が与えられたときでも、上記ピラーの後方近傍におけるルーフサイドレールの部分のスポット溶接が容易には破断しないようにすることを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための本発明の自動車車体の上側部構造は、次の如くである。なお、この項において各用語に付記した符号は、本発明の技術的範囲を後述の「発明の実施の形態」の項の内容に限定解釈するものではない。
【０００９】
請求項１の発明は、車体１の前後方向に延びるルーフサイドレール４と、このルーフサイドレール４の前後方向の中途部６の下方に位置して上下方向に延びその上端部が上記ルーフサイドレール４の中途部６に結合されるピラー７とを備え、上記ルーフサイドレール４が、車体１の幅方向で互いに対面するレールアウタパネル１７およびレールインナパネル１８と、これら両パネル１７，１８の間に介設されるレール補強パネル１９とを備え、上記レールアウタパネル１７、レールインナパネル１８、およびレール補強パネル１９の各下縁部を互いにスポット溶接Ｓ２により結合させ、上記ピラー７の上下方向の中途部にシートベルトアンカ２７を取り付けた自動車車体の上側部構造において、
【００１０】
上記スポット溶接Ｓ２のうち、上記ピラー７の後方近傍に位置するスポット溶接Ｓ２´を通る上記ルーフサイドレール４の横断面視（図１）で、上記レール補強パネル１９の一部分に溝形状の屈曲部３１を成形したものである。
【００１１】
請求項２の発明は、請求項１の発明に加えて、上記ルーフサイドレール４の横断面視（図１）で、上記レール補強パネル１９の他部分に他の屈曲部３２を成形し、上記両屈曲部３１，３２のうち、いずれか一方（屈曲部３１）が車体１の内方側に向って突出し、他方（他の屈曲部３２）が外方側に向って突出するようにしたものである。
【００１２】
請求項３の発明は、請求項１、もしくは２の発明に加えて、上記ピラー７が、車体１の幅方向で互いに対面するピラーアウタパネル２２およびピラーインナパネル２３と、これら両パネル２２，２３の間に介設されるピラー補強パネル２４とを備えた自動車車体の上側部構造において、
【００１３】
上記屈曲部３１と上記ピラー補強パネル２４の上端部とを互いに結合させたものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面により説明する。
【００１５】
図において、符号１は自動車の板金製の車体１で、矢印Ｆｒはこの自動車の進行方向の前方を示している。
【００１６】
上記車体１は前、後車輪２によって走行路面上に支持されている。上記車体１は、その下部を構成し不図示のフロアパネルを有する下部部材３と、上記車体１の左右各上側部を構成して前後方向に長く延びる左右一対のルーフサイドレール４と、これら左右ルーフサイドレール４に架設されて支持されるルーフパネル５と、上記ルーフサイドレール４の前後方向の中途部６の下方に位置して上下方向に延びその下端部が上記下部部材３に結合される一方、上端部が上記ルーフサイドレール４の中途部６に結合されるセンタピラー７とを備え、上記下部部材３に対し上記センタピラー７、およびその他のピラーを介しルーフサイドレール４とルーフパネル５とが支持されている。
【００１７】
上記車体１の各構成部材３〜７で囲まれた上記車体１の内部空間が車室８とされ、この車室８に乗客の着座用の不図示のシートが配置され、これらシートは上記下部部材３上に支持されている。
【００１８】
上記センタピラー７の前方には、車室８の内外を連通させるドア開口１１が成形され、即ち、このドア開口１１の後縁部は上記センタピラー７により成形され、上記ドア開口１１を開閉自在とするサイドドア１２が設けられている。また、上記センタピラー７の上部後方には、車室８の内外を連通させるウインド開口１３が成形され、このウインド開口１３を閉じる不図示のウインドガラスが設けられている。また、上記センタピラー７の下部後方、かつ、上記ウインド開口１３の下方には、上記後車輪２をその上方から覆うホイールハウス１４が上記車体１に成形されている。
【００１９】
上記ルーフサイドレール４は、車体１の幅方向で互いに対面するレールアウタパネル１７およびレールインナパネル１８と、これら両パネル１７，１８の間に介設されて上記ルーフサイドレール４の強度を向上させるレール補強パネル１９とを備えている。これらパネル１７〜１９の各上縁部と、上記ルーフパネル５の外側縁部とはスポット溶接Ｓ１により互いに結合され、上記ルーフサイドレール４の中途部６の前、後方における上記レールアウタパネル１７、レールインナパネル１８およびレール補強パネル１９の各下縁部はスポット溶接Ｓ２により互いに結合されている。これにより、上記ルーフサイドレール４の前後方向の各部断面が閉断面とされて、強度と剛性とが向上させられている。
【００２０】
上記センタピラー７は、車体１の幅方向で互いに対面するピラーアウタパネル２２およびピラーインナパネル２３と、これら両パネル２２，２３の間に介設されて上記センタピラー７の強度を向上させるピラー補強パネル２４とを備えている。これらパネル２２〜２４の各前縁部はスポット溶接Ｓ３により互いに結合され、各後縁部はスポット溶接Ｓ４により互いに結合されている。これにより、上記センタピラー７の上下方向の各部断面が閉断面とされて、強度と剛性とが向上させられている。
【００２１】
図３，５において、上記ルーフサイドレール４の中途部６とセンタピラー７の上端部との結合部では、上記レールアウタパネル１７とピラーアウタパネル２２とは互いに一体成形されている。また、上記ルーフサイドレール４の中途部６における上記レールインナパネル１８の下縁部と、上記ピラーインナパネル２３の上縁部とはスポット溶接Ｓ５により互いに結合されている。また、上記レールアウタパネル１７およびレールインナパネル１８の各下縁部と、上記ピラー補強パネル２４の上端部の後縁部とはスポット溶接Ｓ６により互いに結合されている。これにより、上記ルーフサイドレール４と中途部６とセンタピラー７の上端部とが互いに強固に結合されている。
【００２２】
上記センタピラー７の上下方向の中途部である上部では、上記ピラーインナパネル２３とピラー補強パネル２４とが互いに面接合するよう重ね合わされており、このピラーインナパネル２３とピラー補強パネル２４との重ね合わせ部にシートベルト２６を連結させるシートベルトアンカ２７が締結具２８により取り付けられている。上記シートベルト２６は、上記シートベルトアンカ２７の前下方に設置されたシートに対し設けられたものであって、上記シートベルト２６はシートベルトアンカ２７から前下方に向って延び、上記シートに着座した着座者をシート上に保持可能とする。
【００２３】
上記レールアウタパネル１７、レールインナパネル１８、およびレール補強パネル１９の各下縁部を結合させたスポット溶接Ｓ２のうち、上記センタピラー７の後方近傍、かつ、センタピラー７の後方に隣り合うよう位置するスポット溶接Ｓ２´を通る上記ルーフサイドレール４の横断面視（図１）で、上記レール補強パネル１９の一部分にのみ、つまり、上記スポット溶接Ｓ２´の上方近傍における上記レール補強パネル１９の下部にのみ、溝形状の屈曲部３１が成形されている。この屈曲部３１は、少なくとも上記センタピラー７の上端部との結合部である上記ルーフサイドレール４の中途部６から上記スポット溶接Ｓ２´の上方近傍にまで連続的に成形され、これにより、上記レール補強パネル１９に前後方向に延びる溝（ビート゛）が成形されている。
【００２４】
上記ルーフサイドレール４の横断面視（図１）で、上記レール補強パネル１９の他部分である上部には、偏平な溝形状となるよう延びる他の屈曲部３２が成形されている。上記両屈曲部３１，３２のうち、いずれか一方の屈曲部は車体１の内方側に向って突出し、他方の屈曲部は車体１の外方側に向って突出させられており、より具体的には、上記屈曲部３１は車体１の内方側（内側下方）に向って突出し、上記他の屈曲部３２は車体１の外方側（外側上方）に向って突出し、上記レールアウタパネル１７とレールインナパネル１８とで囲まれた空間３４における上記レール補強パネル１９の部分は全体としてＳ字形状とされている。
【００２５】
特に、図５において、上記屈曲部３１の突出端部の外面と、上記ピラー補強パネル２４の上端部とがスポット溶接Ｓ７により互いに結合させられ、これにより、上記ルーフサイドレール４の中途部６とセンタピラー７との結合部の強度が向上させられている。
【００２６】
なお、図１，３，５中仮想線で示すように、屈曲部３１を、実線図示の屈曲部３１に代え、もしくはこの屈曲部３１と共にレール補強パネル１９の上部に成形してもよく、このレール補強パネル１９の上下方向の中央部に設けてもよく、また、屈曲部３１を複数設けてこれらの突出方向を逆にすることにより上記レール補強パネル１９をジグザグ状に成形してもよい。また、上記ルーフサイドレール４の横断面形状における屈曲部３１の溝形状とは、Ｕ字形状、Ｖ字形状、円弧形状、およびこれらが複合した形状を含むものであり、横向きや倒立をも含むものである。
【００２７】
上記構成によれば、レールアウタパネル１７、レールインナパネル１８、およびレール補強パネル１９の各下縁部を互いにスポット溶接Ｓ２により結合させた場合の上記スポット溶接Ｓ２のうち、上記センタピラー７の後方近傍に位置するスポット溶接Ｓ２´を通る上記ルーフサイドレール４の横断面視（図１）で、上記レール補強パネル１９の一部分にのみ、溝形状の屈曲部３１を成形してある。
【００２８】
ここで、自動車の「前突」時に、上記シートベルトアンカ２７を介しセンタピラー７に対し前下方に向う大きい外力Ｆが与えられて、このセンタピラー７が前下方に向い撓み、このセンタピラー７により上記ルーフサイドレール４の中途部６が下方に向うよう引張されると、上記センタピラー７の後方近傍における上記ルーフサイドレール４の部分に応力集中が生じがちとなり、この結果、上記センタピラー７の後方近傍でこのセンタピラー７に隣り合うスポット溶接Ｓ２´が破断して、上記レールアウタパネル１７、レールインナパネル１８、およびレール補強パネル１９の各下縁部の互いの結合が解除されるおそれがある。
【００２９】
しかし、上記したように、スポット溶接Ｓ２´を通る上記ルーフサイドレール４の横断面視（図１）で、上記レール補強パネル１９の一部分に屈曲部３１を成形してあるため、上記外力Ｆに基づき、上記センタピラー７の後方近傍における上記ルーフサイドレール４の部分に応力集中が生じて上記スポット溶接Ｓ２´に大きい外力が与えられようとするときには、上記屈曲部３１が弾性変形、塑性変形にかかわらず撓むことにより、上記スポット溶接Ｓ２´に大きい外力が与えられることが抑制される。
【００３０】
よって、上記応力集中により、上記スポット溶接Ｓ２´が破断するということが防止されて、上記レールアウタパネル１７、レールインナパネル１８、およびレール補強パネル１９の互いの結合が、より確実に保持される。
【００３１】
なお、上記レールアウタパネル１７とレールインナパネル１８とで囲まれた空間３４におけるレール補強パネル１９の部分を、仮に、全体的に大きい半径で湾曲するよう屈曲させたとすると、このレール補強パネル１９の各部剛性が高くなり過ぎ、よって、センタピラー７に対し与えられる外力Ｆに基づき、上記レール補強パネル１９が撓むようにすることは困難であり、つまり、上記構成では、スポット溶接Ｓ２´の破断の抑制は容易ではないと考えられる。
【００３２】
また、前記したようにスポット溶接Ｓ２´を通る上記ルーフサイドレール４の横断面視（図１）で、上記スポット溶接Ｓ２´の上方近傍における上記レール補強パネル１９の一部分である下部にのみ、上記屈曲部３１を成形してある。
【００３３】
このため、上記したように、センタピラー７に対し与えられる外力Ｆに基づき、上記スポット溶接Ｓ２´に大きい外力が与えられようとするときには、このスポット溶接Ｓ２´の近傍の上記屈曲部３１が直ちに撓むこととなって、上記スポット溶接Ｓ２´に大きい外力が与えられることは、より確実に抑制され、よって、このスポット溶接Ｓ２´の破断は更に確実に防止される。
【００３４】
また、前記したように、屈曲部３１を、少なくとも上記ルーフサイドレール４の中途部６からスポット溶接Ｓ２´の上方近傍にまで連続的に成形して上記レール補強パネル１９に前後方向に延びる溝（ビート゛）を成形してある。
【００３５】
このため、上記屈曲部３１で成形された溝により、前後方向の外力に対する上記ルーフサイドレール４の中途部６の強度と剛性とが向上させられて、このルーフサイドレール４の中途部６とセンタピラー７との結合部の強度が向上させられる。
【００３６】
また、前記したように、ルーフサイドレール４の横断面視（図１）で、上記レール補強パネル１９の他部分に、溝形状の他の屈曲部３２を成形し、上記両屈曲部３１，３２のうち、いずれか一方が車体１の内方側に向って突出し、他方が外方側に向って突出するようにしてある。
【００３７】
このため、上記したように、センタピラー７に対し与えられる外力Ｆに基づき、上記スポット溶接Ｓ２´に大きい外力が与えられようとするときには、上記屈曲部３１が撓むことに加えて、他の屈曲部３２も撓むため、上記スポット溶接Ｓ２´に大きい外力が与えられることは、より確実に抑制され、よって、このスポット溶接Ｓ２´の破断は更に確実に防止される。
【００３８】
また、上記したように、レール補強パネル１９に成形される両屈曲部３１，３２の突出方向を互いに逆方向にしてあるため、上記ルーフサイドレール４のレールアウタパネル１７とレールインナパネル１８との間の空間３４の一部に上記レール補強パネル１９が偏って位置する、ということが防止され、よって、上記レール補強パネル１９の断面強度がより均一となって、車体１の強度上有益である。
【００３９】
また、前記したように、センタピラー７が、車体１の幅方向で互いに対面するピラーアウタパネル２２およびピラーインナパネル２３と、これら両パネル２２，２３の間に介設されるピラー補強パネル２４とを備えた自動車車体の上側部構造において、上記屈曲部３１と上記ピラー補強パネル２４の上端部とを互いに結合させてある。
【００４０】
このため、上記したように、センタピラー７に対し与えられる外力Ｆに基づき、このセンタピラー７により上記ルーフサイドレール４の中途部６が下方に向うよう引張されるとき、上記センタピラー７のピラー補強パネル２４が上記屈曲部３１を直ちに下方に撓ませることから、上記スポット溶接Ｓ２´に大きい外力が与えられることは直ちに抑制され、よって、このスポット溶接Ｓ２´の破断は更に確実に防止される。
【００４１】
なお、以上は図示の例によるが、上記各構成を上記センタピラー７に代えクォータピラーに適用してもよい。
【００４２】
【発明の効果】
本発明による効果は、次の如くである。
【００４３】
請求項１の発明は、車体の前後方向に延びるルーフサイドレールと、このルーフサイドレールの前後方向の中途部の下方に位置して上下方向に延びその上端部が上記ルーフサイドレールの中途部に結合されるピラーとを備え、上記ルーフサイドレールが、車体の幅方向で互いに対面するレールアウタパネルおよびレールインナパネルと、これら両パネルの間に介設されるレール補強パネルとを備え、上記レールアウタパネル、レールインナパネル、およびレール補強パネルの各下縁部を互いにスポット溶接により結合させ、上記ピラーの上下方向の中途部にシートベルトアンカを取り付けた自動車車体の上側部構造において、
【００４４】
上記スポット溶接のうち、上記ピラーの後方近傍に位置するスポット溶接を通る上記ルーフサイドレールの横断面視で、上記レール補強パネルの一部分に溝形状の屈曲部を成形してある。
【００４５】
ここで、自動車の「前突」時に、上記シートベルトアンカを介しピラーに対し前方に向う大きい外力が与えられて、このピラーが前方に向い撓み、このピラーにより上記ルーフサイドレールの中途部が下方に向うよう引張されると、上記ピラーの後方近傍における上記ルーフサイドレールの部分に応力集中が生じがちとなり、この結果、上記ピラーの後方近傍のスポット溶接が破断して、上記レールアウタパネル、レールインナパネル、およびレール補強パネルの各下端部の互いの結合が解除されるおそれがある。
【００４６】
しかし、上記したように、スポット溶接を通る上記ルーフサイドレールの横断面視で、上記レール補強パネルの一部分に屈曲部を成形してある。このため、上記外力に基づき、上記ピラーの後方近傍における上記ルーフサイドレールの部分に応力集中が生じて上記スポット溶接に大きい外力が与えられようとするときには、上記屈曲部が撓むことにより、上記スポット溶接に大きい外力が与えられることが抑制される。
【００４７】
よって、上記応力集中により、上記スポット溶接が破断するということが防止されて、上記レールアウタパネル、レールインナパネル、およびレール補強パネルの互いの結合が、より確実に保持される。
【００４８】
請求項２の発明は、上記ルーフサイドレールの横断面視で、上記レール補強パネルの他部分に他の屈曲部を成形し、上記両屈曲部のうち、いずれか一方が車体の内方側に向って突出し、他方が外方側に向って突出するようにしてある。
【００４９】
このため、上記したように、ピラーに対し与えられる外力に基づき、上記スポット溶接に大きい外力が与えられようとするときには、上記屈曲部が撓むことに加えて、他の屈曲部も撓むため、上記スポット溶接に大きい外力が与えられることは、より確実に抑制され、よって、このスポット溶接の破断は更に確実に防止される。
【００５０】
また、上記したように、レール補強パネルに成形される両屈曲部の突出方向を互いに逆方向にしてあるため、上記ルーフサイドレールのレールアウタパネルとレールインナパネルとの間の空間の一部に上記レール補強パネルが偏って位置する、ということが防止され、よって、上記レール補強パネルの断面強度がより均一となって、車体の強度上有益である。
【００５１】
請求項３の発明は、上記ピラーが、車体の幅方向で互いに対面するピラーアウタパネルおよびピラーインナパネルと、これら両パネルの間に介設されるピラー補強パネルとを備えた自動車車体の上側部構造において、
【００５２】
上記屈曲部と上記ピラー補強パネルの上端部とを互いに結合させてある。
【００５３】
このため、上記したように、ピラーに対し与えられる外力に基づき、このピラーにより上記ルーフサイドレールの中途部が下方に向うよう引張されるとき、上記ピラーのピラー補強パネルが上記屈曲部を直ちに下方に撓ませることから、上記スポット溶接に大きい外力が与えられることは直ちに抑制され、よって、このスポット溶接の破断は更に確実に防止される。
【図面の簡単な説明】
【図１】図３の１−１線矢視断面図である。
【図２】車体の部分側面図である。
【図３】図２の部分拡大詳細図である。
【図４】図３の４−４線矢視断面図である。
【図５】図３の５−５線矢視断面図である。
【符号の説明】
１　　　車体
４　　　ルーフサイドレール
５　　　ルーフパネル
６　　　中途部
７　　　センタピラー（ピラー）
８　　　車室
１７　　レールアウタパネル
１８　　レールインナパネル
１９　　レール補強パネル
２２　　ピラーアウタパネル
２３　　ピラーインナパネル
２４　　ピラー補強パネル
２６　　シートベルト
２７　　シートベルトアンカ
３１　　屈曲部
３２　　屈曲部
３４　　空間
Ｆ　　　外力
Ｓ　　　スポット溶接

Claims

車体の前後方向に延びるルーフサイドレールと、このルーフサイドレールの前後方向の中途部の下方に位置して上下方向に延びその上端部が上記ルーフサイドレールの中途部に結合されるピラーとを備え、上記ルーフサイドレールが、車体の幅方向で互いに対面するレールアウタパネルおよびレールインナパネルと、これら両パネルの間に介設されるレール補強パネルとを備え、上記レールアウタパネル、レールインナパネル、およびレール補強パネルの各下縁部を互いにスポット溶接により結合させ、上記ピラーの上下方向の中途部にシートベルトアンカを取り付けた自動車車体の上側部構造において、
上記スポット溶接のうち、上記ピラーの後方近傍に位置するスポット溶接を通る上記ルーフサイドレールの横断面視で、上記レール補強パネルの一部分に溝形状の屈曲部を成形した自動車車体の上側部構造。
上記ルーフサイドレールの横断面視で、上記レール補強パネルの他部分に他の屈曲部を成形し、上記両屈曲部のうち、いずれか一方が車体の内方側に向って突出し、他方が外方側に向って突出するようにした請求項１に記載の自動車車体の上側部構造。
上記ピラーが、車体の幅方向で互いに対面するピラーアウタパネルおよびピラーインナパネルと、これら両パネルの間に介設されるピラー補強パネルとを備えた自動車車体の上側部構造において、
上記屈曲部と上記ピラー補強パネルの上端部とを互いに結合させた請求項１、もしくは２に記載の自動車車体の上側部構造。