JP2005231496A

JP2005231496A - 車体のルーフヘッダ

Info

Publication number: JP2005231496A
Application number: JP2004043015A
Authority: JP
Inventors: Kazutomo Shikimachi; 和友式町
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2004-02-19
Filing date: 2004-02-19
Publication date: 2005-09-02

Abstract

【課題】重量増加無しに、車幅方向端部の剛性を向上しつつガラスの支持剛性を向上する。
【解決手段】ルーフヘッダ１２における下壁部１２Ｅの深さは車幅方向端部から車幅方向中央部に向って深くなる方向に傾斜している。この結果、ルーフヘッダ１２の車幅方向中央部における前端フランジ１２Ｂからの断面高さが、ルーフヘッダ１２の車幅方向外側端部における前端フランジ１２Ｂからの断面高さより高くなっている。
【選択図】図１

Description

本発明は車体のルーフヘッダに係り、特に、自動車等の車体におけるルーフパネルの前後方向の端部下面側に車幅方向に沿って延設され車体のルーフヘッダに関する。

従来、自動車等の車体におけるルーフパネルの前後方向の端部下面側に車幅方向に沿って延設された車体のルーフヘッダにおいては、ルーフヘッダ（ウィンドシールドヘッダともいう）の車幅方向端部に縦壁を形成し、この縦壁とルーフサイドメンバインナの縦壁とを並行に隣接配置することにより、ルーフヘッダの車幅方向端部におけるルーフサイドメンバとの結合部付近の剛性を向上させた構成が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
特開平１１−５５６１号公報

しかしながら、特許文献１では、ルーフヘッダによるウインドシールドガラスの支持剛性、特に、ルーフヘッダの車幅方向中央部におけるウインドシールドガラスの支持剛性が充分でない。このため、ルーフヘッダの車幅方向中央部におけるウインドシールドガラスの支持剛性を向上させるためには、ルーフヘッダ全体の厚肉化や断面大型化が必要になり重量増加となる。

本発明は上記事実を考慮し、重量増加無しに、車幅方向端部の剛性を向上しつつガラスの支持剛性を向上できる車体のルーフヘッダを得ることが目的である。

請求項１記載の本発明は、ルーフパネルの前後方向の端部下面側に車幅方向に沿って延設され、上方が開口された断面ハット形状の車体のルーフヘッダであって、
車幅方向中央部におけるガラス側のフランジからの断面高さが、車幅方向外側端部におけるガラス側のフランジからの断面高さより高いことを特徴とする。

従って、ルーフヘッダの車幅方向中央部におけるガラス側のフランジからの断面高さが、車幅方向外側端部におけるガラス側のフランジからの断面高さより高いため、ガラス側のフランジで支持するガラスから、フランジに作用する荷重が大きいルーフヘッダの車幅方向中央部において、荷重の作用方向に沿った断面高さが、フランジに作用する荷重が小さい車幅方向外側端部における荷重作用方向に沿った断面高さより高くなる。この結果、ルーフヘッダ全体の厚肉化や断面大型化無しに、ルーフヘッダの車幅方向中央部におけるガラスの支持剛性が大きくなる。このため、重量増加無しに、車幅方向端部の剛性を向上しつつガラスの支持剛性を向上できる。

請求項２記載の本発明は、請求項１に記載の車体のルーフヘッダにおいて、車幅方向外側端部における断面の前後長が、車幅方向中央部における断面の前後長より長いことを特徴とする。

従って、請求項１に記載の内容に加えて、ルーフヘッダの車幅方向外側端部における断面の前後長が、車幅方向中央部における断面の前後長より長いため、ルーフサイドメンバに対して捩じり荷重が作用するルーフヘッダの車幅方向外側端部において、捩じり荷重の作用方向となる断面の前後長が車幅方向中央部における断面の前後長より長くなる。この結果、ルーフヘッダの車幅方向外側端部における捩じり剛性を向上できる。

請求項３記載の本発明は、請求項１、２の何れか１項に記載の車体のルーフヘッダにおいて、断面の全長が車幅方向外側端部から車幅方向中央部まで等しいことを特徴とする。

従って、請求項１、２の何れか１項に記載の内容に加えて、断面の全長が車幅方向外側端部から車幅方向中央部まで等しいため、素材の形状を矩形に取ることができる。この結果、素材の歩留まりを向上できる。

請求項１記載の本発明は、ルーフパネルの前後方向の端部下面側に車幅方向に沿って延設され、上方が開口された断面ハット形状の車体のルーフヘッダであって、車幅方向中央部におけるガラス側のフランジからの断面高さが、車幅方向外側端部におけるガラス側のフランジからの断面高さより高いため、重量増加無しに、車幅方向端部の剛性を向上しつつガラスの支持剛性を向上できるという優れた効果を有する。

請求項２記載の本発明は、請求項１に記載の車体のルーフヘッダにおいて、車幅方向外側端部における断面の前後長が、車幅方向中央部における断面の前後長より長いため、請求項１に記載の効果に加えて、ルーフヘッダの車幅方向外側端部における捩じり剛性を向上できるという優れた効果を有する。

請求項３記載の本発明は、請求項１、２の何れか１項に記載の車体のルーフヘッダにおいて、断面の全長が車幅方向外側端部から車幅方向中央部まで等しいため、請求項１、２の何れか１項に記載の効果に加えて、素材の歩留まりを向上できるという優れた効果を有する。

本発明の車体のルーフヘッダの一実施形態を図１〜図６に従って説明する。

なお、図中矢印ＦＲは車体前方方向を、矢印ＵＰは車体上方方向を、矢印ＩＮは車幅内側方向を示す。

図６に示される如く、本実施形態の車体１０におけるルーフ部１０Ａの前端部には、ルーフヘッダ１２が車幅方向に沿って配設されている。

図３、図４及び図５に示される如く、ルーフヘッダ１２は、ルーフパネル１４の前端部１４Ａの下面１４Ｂ側に車幅方向に沿って延設されており、上方が開口された断面ハット形状となっている。

ルーフヘッダ１２の前壁部１２Ａの上端部には、ルーフパネル１４の前端部１４Ａに配設されたルーフヘッダ１２においてガラス側となる車体前方に向かって前端フランジ１２Ｂが形成されており、前端フランジ１２Ｂの上面には、ルーフパネル１４の前端縁部に形成されたフランジ１４Ｃが溶接により結合されている。また、ルーフパネル１４のフランジ１４Ｃの上面には、ウインドシールドガラス１６の後端縁部１６Ａが接着剤１８によって固定されている。

なお、ルーフヘッダ１２の後壁部１２Ｃの上端部には、車体後方に向かって後端フランジ１２Ｄが形成されており、後端フランジ１２Ｄは、ルーフパネル１４の前端部１４Ａの下面１４Ｂに接着されている。

従って、ルーフヘッダ１２はルーフパネル１４の前端部１４Ａとで車幅方向に沿って延びる閉断面構造２０を形成している。

図１に示される如く、ルーフヘッダ１２における下壁部１２Ｅの深さは車幅方向端部から車幅方向中央部に向って深くなる方向に傾斜している。この結果、図３に示されるルーフヘッダ１２の車幅方向中央部における前端フランジ１２Ｂからの断面高さＨ１が、図５に示されるルーフヘッダ１２の車幅方向外側端部における前端フランジ１２Ｂからの断面高さＨ２より高くなっており、図４に示される、ルーフヘッダ１２の図３と図５の間となる部位での前端フランジ１２Ｂからの断面高さＨ３と断面高さＨ１、Ｈ２との関係は、Ｈ１＞Ｈ３＞Ｈ２となっている。

図１に示される如く、ルーフヘッダ１２における後端フランジ１２Ｄは車幅方向端部から車幅方向中央部に車体前方へ向って傾斜している。この結果、図５に示されるルーフヘッダ１２の車幅方向外側端部における断面の前後長Ｌ２が、図３に示されるルーフヘッダ１２の車幅方向中央部における断面の前後長Ｌ１より長くなっており、図４に示される、図３と図５の間となる部位でのルーフヘッダ１２の断面の前後長Ｌ３と断面の前後長Ｌ２、Ｌ１との関係は、Ｌ２＞Ｌ３＞Ｌ１となっている。

また、ルーフヘッダ１２の断面の全長は車幅方向外側端部から車幅方向中央部まで等しくなっており、図３に示される、ルーフヘッダ１２の車幅方向中央部における断面の全長Ｓ１、即ち、ルーフヘッダ１２の断面形状に沿って前端フランジ１２Ｂの先端Ｐ１から後端フランジ１２Ｄの先端Ｐ２までの長さＳ１と、図５に示されるルーフヘッダ１２の車幅方向外側端部における断面の全長Ｓ２と、図４に示される、図３と図５の間となる部位でのルーフヘッダ１２の断面の全長Ｓ３が等しくなっている（Ｓ１＝Ｓ２＝Ｓ３）。

図１に示される如く、ルーフヘッダ１２の下壁部１２Ｅの後部１２Ｆは、車体前側下方から車体後側上方に向って傾斜しており、ルーフヘッダ１２の車幅方向中央部では、車幅方向端部に比べて傾斜した後部１２Ｆが広くなっている。

この結果、図３に示される如く、ルーフヘッダ１２の車幅方向中央部では、一定の断面の全長Ｓ１において、断面高さＨ１を高くし、且つ断面の前後長Ｌ１を短くした形状になっている。また、下壁部１２Ｅの後部１２Ｆを車体前側下方から車体後側上方に向って傾斜することで、閉断面構造２０の断面中心Ｑ１と前端フランジ１２Ｂとの距離Ｎ１を、図７に示す、下壁部５０Ａの後部に傾斜面を形成しない比較例のルーフヘッダ５０を使用した場合の閉断面構造５２の断面中心Ｑ２と前端フランジ５０Ｂとの距離Ｎ２に比べ短くしている。

従って、ウインドシールドガラス１６からフランジ１２Ｂに作用する荷重Ｆ１によって、断面中心Ｑ１に作用するモーメントＭ１を、図７に示す比較例において断面中心Ｑ２に作用するモーメントＭ２より小さくすることができる。

図２に示される如く、ルーフヘッダ１２の車幅方向端部１２Ｇは、ルーフサイドレール２２を形成するサイドパネルインナ３０の連結部３０Ａに溶接により接合されており、サイドパネルインナ３０はルーフサイドレール２２を形成するサイドパネルアウタ３２に溶接により接合されている。また、ウインドシールドガラス１６は、ルーフパネル１４及びサイドパネルアウタ３２に接着されている。

次に、本実施形態の作用を説明する。

本実施形態では、図３、図４及び図５に示される如く、ルーフヘッダ１２の車幅方向中央部における前端フランジ１２Ｂからの断面高さＨ１が、ルーフヘッダ１２の車幅方向外側端部における前端フランジ１２Ｂからの断面高さＨ２より高くなっている。このため、前端フランジ１２Ｂとルーフパネル１４のフランジ１４Ｃとで支持するウインドシールドガラス１６からフランジ１２Ｂに作用する荷重Ｆ１が大きくなるルーフヘッダ１２の車幅方向中央部において、荷重の作用方向（矢印Ｆ１方向）に沿った断面高さＨ１が、車幅方向外側端部における荷重作用方向（矢印Ｆ１方向）に沿った断面高さＨ２より高くなる。また、荷重Ｆ１の作用点と断面中心Ｑ１との距離Ｎ１を、荷重Ｆ１の作用点と断面中心Ｑ２との距離Ｎ２に比べて短くする。

この結果、ルーフヘッダ１２全体の厚肉化や断面大型化無しに、ルーフヘッダ１２の車幅方向中央部におけるウインドシールドガラス１６の支持剛性が大きくなる。このため、ルーフヘッダ１２の重量増加無しに、ルーフヘッダ１２の車幅方向端部の剛性を向上しつつウインドシールドガラス１６の支持剛性を向上でき、車体１０の騒音性能等が向上する。

また、ルーフヘッダ１２の車幅方向外側端部における断面の前後長Ｌ２が、ルーフヘッダ１２の車幅方向中央部における断面の前後長Ｌ１より長くなっている。このため、ルーフサイドレール２２に対して捩じり荷重（図１の矢印Ｆ２、Ｆ３）が作用するルーフヘッダ１２の車幅方向外側端部１２Ｇにおいて、捩じり荷重Ｆ２、Ｆ３の作用方向となる車体前後方向に沿ったルーフヘッダ１２の断面の前後長Ｌ２が車幅方向中央部における断面の前後長Ｌ１より長くなる。

この結果、ルーフヘッダ１２全体の厚肉化や断面大型化無しに、ルーフヘッダ１２の車幅方向外側端部１２Ｇにおける捩じり剛性を向上できるため、車体１０の走行安定性能等が向上する。

また、本実施形態では、ルーフヘッダ１２の断面の全長は車幅方向外側端部から車幅方向中央部まで等しくなっている（Ｓ１＝Ｓ２＝Ｓ３）。この結果、順送プレス工法等で製造する際の、素材の形状を矩形に取ることができる。このため、素材の歩留まりを向上できる。

また、本実施形態では、ルーフヘッダ１２の車幅方向中央部において、図３に示される如く、荷重Ｆ１の作用点と断面中心Ｑ１との距離Ｎ１を、図７に示す、下壁部５０Ａの後部に傾斜面を形成しない比較例のルーフヘッダ５０を使用した場合の荷重Ｆ１の作用点と断面中心Ｑ２との距離Ｎ２に比べて短くしている。

この結果、ウインドシールドガラス１６からフランジ１２Ｂに作用する荷重Ｆ１によって、図３に示す断面中心Ｑ１に作用するモーメントＭ１を、図７に示す比較例において断面中心Ｑ２に作用するモーメントＭ２より小さくすることができ、ウインドシールドガラス１６の支持性能が更に向上する。

また、本実施形態では、図３に示される如く、ルーフヘッダ１２の下壁部１２Ｅの後部１２Ｆが車体前側下方から車体後側上方に向って傾斜しているめ、ルーフヘッダ１２とフロントシートに着座した乗員の頭部６０との距離Ｋ１を、図７に示す下壁部５０Ａの後部に傾斜面を形成しない比較例のルーフヘッダ５０とフロントシートに着座した乗員の頭部６０との距離Ｋ２に比べてを大きく取ることができる。

以上に於いては、本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記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、図８に示される如く、ルーフヘッダ１２の車幅方向外側端部１２Ｇを所定幅Ｙだけ、プレス成形前に差厚素材接合させたテーラードブランク材を使用することで、サイドパネルインナ３０との結合剛性を更に向上させた構成としても良い。

また、本発明の車体のルーフヘッダは、図９に示される如く、車体１０におけるルーフ部１０Ａの後端部１４Ｄに車幅方向に沿って配設されたルーフヘッダ４０にも適用可能であり、ルーフパネル１４の後端部１４Ｄに配設されたルーフヘッダ４０においては、ガラス側のフランジは車体後方に向かって形成した後端フランジとなる。

また、上記実施形態ではルーフヘッダ１２の断面の全長を車幅方向外側端部から車幅方向中央部まで等しくした（Ｓ１＝Ｓ２＝Ｓ３）が、ルーフヘッダ１２の断面の全長を車幅方向外側端部から車幅方向中央部まで略等しくした構成としても良い（Ｓ１≒Ｓ２≒Ｓ３）。

また、ルーフヘッダ１２の断面形状は上記実施形態の断面形状に限定されない。例えば、ルーフヘッダ１２とフロントシートに着座した乗員の頭部６０との距離に余裕がある場合には、図１０及び図１１に示される如く、ルーフヘッダ１２の下壁部１２Ｅの後部に傾斜面を形成しない構成としても良い。

本発明の一実施形態に係る車体のルーフヘッダが適用された車体の一部を示す車体斜め前方外側から見た斜視図である。本発明の一実施形態に係る車体のルーフヘッダが適用された車体の一部を示す車体斜め前方外側から見た分解斜視図である。図６の３−３線に沿った拡大断面図である。図６の４−４線に沿った拡大断面図である。図６の５−５線に沿った拡大断面図である。本発明の一実施形態に係る車体のルーフヘッダが適用された車体を示す車体斜め前方から見た斜視図である。本発明の比較例に係る車体のルーフヘッダを示す図３に対応する断面図である。本発明の他の実施形態に係る車体のルーフヘッダを示す図２に対応する分解斜視図である。本発明の他の実施形態に係る車体のルーフヘッダが適用された車体の後部を示す車体斜め後方から見た斜視図である。本発明の他の実施形態に係る車体のルーフヘッダを示す図３に対応する断面図である。本発明の他の実施形態に係る車体のルーフヘッダを示す図２に対応する分解斜視図である。

符号の説明

１０車体
１２ルーフヘッダ
１２Ｂ前端フランジ（ガラス側のフランジ）
１４ルーフパネル
１６ウインドシールドガラス
２２ルーフサイドレール

Claims

ルーフパネルの前後方向の端部下面側に車幅方向に沿って延設され、上方が開口された断面ハット形状の車体のルーフヘッダであって、
車幅方向中央部におけるガラス側のフランジからの断面高さが、車幅方向外側端部におけるガラス側のフランジからの断面高さより高いことを特徴とする車体のルーフヘッダ。
車幅方向外側端部における断面の前後長が、車幅方向中央部における断面の前後長より長いことを特徴とする請求項１に記載の車体のルーフヘッダ。
断面の全長が車幅方向外側端部から車幅方向中央部まで等しいことを特徴とする請求項１、２の何れか１項に記載の車体のルーフヘッダ。