JP2014046717A

JP2014046717A - 車両補強構造

Info

Publication number: JP2014046717A
Application number: JP2012188983A
Authority: JP
Inventors: Kazuyoshi Nakaaki; 和義中明
Original assignee: Suzuki Motor Corp
Current assignee: Suzuki Motor Corp
Priority date: 2012-08-29
Filing date: 2012-08-29
Publication date: 2014-03-17
Anticipated expiration: 2032-08-29
Also published as: JP5949329B2

Abstract

【課題】サイドボディとルーフとの境界付近の剛性向上を図って荷重による変形の発生を効率よく防ぐことが可能な車両補強構造を提供することを目的とする。
【解決手段】車両補強構造１００は、ルーフパネル１０６、ルーフメンバ１０８、およびサイドボディ１０４の車幅方向外側の境界付近を補強する。車両補強構造１００は、ルーフパネル１０６とルーフメンバ１０８との間に補強パネル１１２、補強パネル１１２およびルーフメンバ１０８の下方にサイドボディエクステンション１１４を備える。補強パネル１１２はルーフメンバ１０８とは接合されない開放領域Ｅ１を有し、サイドボディエクステンション１１４はルーフメンバ１０８とは接合されない開放領域Ｅ２を有し、ルーフメンバ１０８は開放領域Ｅ１・Ｅ２と重なる位置に開口１２２を有し、補強パネル１１２とサイドボディエクステンション１１４とは開口１２２を介して接続される。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両の側壁と天井との境界付近を補強する車両補強構造に関するものである。

車両のサイドボディやルーフなどの基礎構造は、剛性を確保するために、主に板金製の複数の部材を重ね合わせて構成されている。例えば、特許文献１に記載の上部車体構造では、剛性向上のために、ガセットと呼ばれる部材を、サイドボディのピラーとルーフのフロントヘッダ（ルーフメンバ）との間に取り付けている。詳しくは、ガセットは、車両の車幅方向の断面において、ピラーとフロントヘッダとをつなぐよう取り付けられていて、特許文献１ではこの構成によって、フロントヘッダの曲げ剛性および接合剛性が向上できるとされている。

特開２００７−３０７１６号公報

上述したサイドボディとルーフの境界付近は、車両が不測の衝撃を受けた際などに荷重が特に集中しやすいことが知られている。そのような場合、サイドボディはルーフを支える必要があるため剛性が元々高く設定されていることが多く、部材の変形等はサイドボディ側よりもルーフ側にて生じやすかった。例えば、ルーフの端付近に所定の角度で荷重が加わると、板厚の厚いサイドボディーインナを含むサイドボディは変形が少ないまま荷重方向へ移動し、その結果としてルーフフロントメンバ等が山折りになるよう大きく変形する場合があることが確認されている。

本発明は、このような課題に鑑み、サイドボディとルーフとの境界付近の剛性向上を図って荷重による変形の発生を効率よく防ぐことが可能な車両補強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、本発明にかかる車両補強構造の代表的な構成は、車両のサイドボディと、ルーフパネルと、該ルーフパネルの下側に車幅方向へ延びるよう取り付けられるルーフメンバとを備え、該サイドボディとルーフパネルおよびルーフメンバとの境界付近を補強する車両補強構造であって、ルーフパネルの車幅方向外側の端にて該ルーフパネル、ルーフメンバ、およびサイドボディは互いに接合されていて、当該車両補強構造はさらに、ルーフパネルとルーフメンバとの間に配置される補強パネルと、補強パネルおよびルーフメンバの下方にてサイドボディを車幅方向の車内側に延長するサイドボディエクステンションとを備え、補強パネルは、少なくともその中央から車幅方向内側の領域に設けられてルーフメンバとは接合されない第1の開放領域を有し、サイドボディエクステンションは、少なくともその中央から車幅方向内側の領域に設けられてルーフメンバとは接合されない第2の開放領域を有し、ルーフメンバは第1の開放領域および第２の開放領域と重なる位置に所定の大きさの開口を有し、補強パネルとサイドボディエクステンションとは、開口を介して接続されることを特徴とする。

上記構成によれば、ルーフメンバのうちの、荷重の特に集まりやすい、サイドボディとの連結付近の領域の剛性を高めることができる。特に上記の補強パネルおよびサイドボディエクステンションは、それぞれルーフメンバを挟んで上下に配置されているが、これら部材にはルーフメンバと接合していない開放領域が設けられていて、この開放領域内にてルーフメンバの開口を通じて互いに連結している。そのため、補強パネルおよびサイドボディエクステンションは、サイドボディ等から荷重が加わった場合、その荷重のルーフメンバへの伝達を防ぎつつ、その荷重を吸収することが可能になっている。したがって、ルーフメンバの変形を効率よく防ぐことができる。

上記のサイドボディエクステンションは、第２の開放領域内にて上方へ突出して設けられ、その天面が補強パネルの第１の開放領域に接続される膨出部を有し、ルーフメンバの開口は、膨出部が貫通できる程度の大きさを有するとよい。この構成であれば、サイドボディエクステンションと補強パネルとは、互いの開放領域内にて好適に接続することができる。したがって、サイドボディエクステンションと補強パネルとの間で、荷重を、ルーフメンバに伝えることなく効率よく吸収することが可能になる。

当該車両補強構造はさらに、サイドボディエクステンションと補強パネルとを接続する所定の締結部材をさらに備えるとよい。連結部材として、例えばボルトおよびナット、またはクリップ等を用いることで、サイドボディエクステンションと補強パネルとの接続を好適に実現することができる。

本発明によれば、サイドボディとルーフとの境界付近の剛性向上を図って荷重による変形の発生を効率よく防ぐことが可能な車両補強構造を提供することが可能である。

本実施形態にかかる車両補強構造を実施した車両を示す図である。図１の車両のA部付近における分解図である。図１の車両補強構造を車室内側である車両下方から見て示した図である。図３の各断面図である。

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、本明細書及び図面において、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。

図１は、本実施形態にかかる車両補強構造１００を実施した車両を示す図である。この図１では、車両１０２の基礎構造を概略的に示している。

図１に示す車両１０２において、本実施形態にかかる車両補強構造１００は、サイドボディ１０４と、ルーフパネル１０６およびルーフメンバ１０８との境界付近を補強している。特に本実施形態では、車両補強構造１００は、サイドボディ１０４のうちのフロントピラー１１０と、車両前側に配置されるルーフメンバ１０８との境界の前側付近（A部付近）において、剛性の向上を図っている。

図２は、図１の車両１０２のA部付近における分解図である。図２に示している各部材は、それぞれ板金から形成されているパネル形状の部材である。まず、サイドボディ１０４は、車両１０２の側壁を構成する部材であって、車幅方向外側のサイドボディアウタ１０４ａと、車幅方向内側のサイドボディインナ１０４ｂの２つの部材を含んで構成されている。ルーフパネル１０６は、車両１０２の天井を構成する大型の部材である。ルーフメンバ１０８は、車幅方向に伸びた形状の部材であって、ルーフパネル１０６の下側に取り付けられる。ルーフメンバ１０８は、ルーフパネル１０６の車両前方に配置されるため、ルーフフロントメンバとも称される。

サイドボディ１０４は大型で重量のあるルーフパネル１０６などを支える必要があるため、サイドボディインナ１０４ｂはルーフパネル１０６やルーフメンバ１０８よりも厚みがあって高い剛性に設定されている。また、このサイドボディインナ１０４ｂのほうが、サイドボディアウタ１０４ａよりも厚みのある構成となっている。しかし、サイドボディ１０４側の剛性を高く設定すると、その分、車両１０２にかけられた荷重がルーフメンバ１０８等に集まってしまうおそれがある。そこで、本実施形態では、荷重対策として、補強パネル１１２およびサイドボディエクステンション１１４が設けられている。

補強パネル１１２は、板金製の比較的小型の部材であって、車幅方向外側にて、ルーフパネル１０６とルーフメンバ１０８との間に配置される。サイドボディエクステンション１１４もまた、補強パネル１１２と同じく板金製かつ小型の部材である。サイドボディエクステンション１１４は、補強パネル１１２およびルーフメンバ１０８の下方に配置されていて、サイドボディインナ１０４ｂのうちフロントピラー１１０の上部付近に設けられた延長部１１６に、この延長部１１６をさらに車幅方向内側へ延ばすよう接合される。

補強パネル１１２とサイドボディエクステンション１１４とは、互いに対（つい）になって、主にルーフメンバ１０８にかかる荷重を吸収する。これら補強パネル１１２およびサイドボディエクステンション１１４は、連結部材として、ボルト１１８およびナット１２０を用いて連結される。このとき、ルーフメンバ１０８には開口１２２が設けられていて、ボルト１１８は開口１２２を通過してサイドボディエクステンション１１４と補強パネル１１２とを連結する。なお、連結部材としては、ボルト１１８およびナット１２０に限らず、例えばクリップ等を用いることが可能である。

図３は、図１の車両補強構造１００を車室内側である車両下方から見て示した図である。図３に示すように、車両下方から見ると、車両補強構造１００は、下方からサイドボディインナ１０４ｂの延長部１１６、サイドボディエクステンション１１４、ルーフメンバ１０８の順に重なっていることが確認できる。

図４は、図３の各断面図である。図４（ａ）は、図３のＢ−Ｂ断面図であって、主に車幅方向の縦断面を示している。図４（ａ）に示すように、まず、ルーフパネル１０６、ルーフメンバ１０８、およびサイドボディ１０４は、例えばルーフパネル１０６の車幅方向外側の端の溶接部Ｗ１にて互いに接合されている。

図４（ａ）に示されているように、補強パネル１１２は、例えば車幅方向外側の溶接部Ｗ２によって、ルーフメンバ１０８に接合され、ここに設置されている。そして、サイドボディエクステンション１１４は、例えば車幅方向外側の溶接部Ｗ３によって、サイドボディインナ１０４ｂの延長部１１６に接合され、設置されている。このとき、補強パネル１１２のうち、溶接部Ｗ２よりも車幅方向内側の領域であって、この補強パネル１１２の少なくとも中央から車幅方向内側の領域にかけては、ルーフメンバ１０８とは接合されておらず、開放領域Ｅ１（第1の開放領域）が設けられている。また、サイドボディエクステンション１１４においても、溶接部Ｗ３よりも車幅方向内側の領域であって、サイドボディエクステンション１１４の少なくとも中央から車幅方向内側の領域にかけては、ルーフメンバ１０８とは接合されておらず、開放領域Ｅ２（第２の開放領域）が設けられている。

ルーフメンバ１０８の開口１２２は、上述した開放領域Ｅ１・Ｅ２と重なる位置に設けられている。そして、サイドボディエクステンション１１４の開放領域Ｅ２には、上方へ突出した膨出部１２４が設けられていて、この膨出部１２４が開口を介して補強パネル１１２の開放領域Ｅ１に接触している。膨出部１２４の天面１２６は、ボルト孔１２８が設けられ、ここにボルト１１８が使用されることで開放領域Ｅ１・Ｅ２は互いに連結する。

図１に示すように、サイドボディエクステンション１１４の膨出部１２４は、円錐台の形状となって突出している。膨出部１２４が円錐台の形状であることは、図３においても確認できる。そして、図４（ａ）のように、ルーフメンバ１０８の開口１２２は膨出部１２４が貫通できる程度の大きさに設定されていて、この構成によって、膨出部１２４の天面１２６が補強パネル１１２の開放領域Ｅ１にのみ接触してこれに接続することが可能になっている。なお、開口１２２を大きく設けることは、軽量化の点でも有益である。

加えて、膨出部１２４を設けることによって、図３に示すように、ボルト１１８の頭部１３０が車室内側の表面から窪んだ位置となっている。このため、この上に内装材を敷いた後において、ボルト１１８の頭部１３０による盛上がりなどが外観に表れず、また、内装材を手で触った場合にもその盛上がりが無いことで質感の低下が防げるため、好適である。

図４（ｂ）は、図３のＣ−Ｃ断面図であって、主に車両前後方向の縦断面を示している。図４（ｂ）に示すように、補強パネル１１２は、車両前方の溶接部Ｗ４でルーフメンバ１０８と接合し、溶接部Ｗ４よりも車両後方側はルーフメンバ１０８と接合していない開放領域Ｅ１となっている。また、サイドボディエクステンション１１４においても、車両前方の溶接部Ｗ５でルーフメンバ１０８と接合し、溶接部Ｗ５よりも車両後方側はルーフメンバ１０８と接合していない開放領域Ｅ２となっている。そして、サイドボディエクステンション１１４の開放領域Ｅ２内に設けられた膨出部１２４の天面１２６は、開口１２２を介して、補強パネル１１２の開放領域Ｅ１にのみ接触して連結している。

これら説明した当該車両補強構造１００によれば、ルーフメンバ１０８のうちの、荷重の特に集まりやすい、サイドボディ１０４との連結付近の領域の剛性を高めることができる。例えば、図４（ａ）において、所定物１０によってルーフパネル１０６の端付近に所定の角度で荷重Ｇが加えられると、補強パネル１１２およびサイドボディエクステンション１１４の無い従来構成であればサイドボディ１０４が元々剛性の高い構成であるためにルーフメンバ１０８のサイドボディ側にて荷重が集まって変形が生じやすかった。しかし、本実施形態の車両補強構造１００であれば、補強パネル１１２およびサイドボディエクステンション１１４が、ルーフメンバ１０８と接合していない開放領域Ｅ１・Ｅ２にて互いに連結しているため、荷重をルーフメンバ１０８へ伝達させることなく吸収できる。したがって、ルーフメンバ１０８の変形を効率よく防ぐことが可能になっている。

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が、本発明は係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、車両の側壁と天井との境界付近を補強する車両補強構造として利用することができる。

１００ …車両補強構造、１０２ …車両、１０４ …サイドボディ、１０４ａ …サイドボディアウタ、１０４ｂ …サイドボディインナ、１０６ …ルーフパネル、１０８ …ルーフメンバ、１１０ …フロントピラー、１１２ …補強パネル、１１４ …サイドボディエクステンション、１１６ …延長部、１１８ …ボルト、１２０ …ナット、１２２ …開口、１２４ …膨出部、１２６ …天面、１２８ …ボルト孔、１３０ …ボルトの頭部、１０ …所定物、Ｗ１〜Ｗ５ …溶接部、Ｅ１ …補強パネルの開放領域、Ｅ２ …サイドボディエクステンションの開放領域、Ｇ …荷重

Claims

車両のサイドボディと、ルーフパネルと、該ルーフパネルの下側に車幅方向へ延びるよう取り付けられるルーフメンバとを備え、該サイドボディとルーフパネルおよびルーフメンバとの境界付近を補強する車両補強構造であって、
前記ルーフパネルの車幅方向外側の端にて該ルーフパネル、ルーフメンバ、およびサイドボディは互いに接合されていて、
当該車両補強構造はさらに、
前記ルーフパネルと前記ルーフメンバとの間に配置される補強パネルと、
前記補強パネルおよび前記ルーフメンバの下方にて前記サイドボディを車幅方向の車内側に延長するサイドボディエクステンションとを備え、
前記補強パネルは、少なくともその中央から車幅方向内側の領域に設けられて前記ルーフメンバとは接合されない第1の開放領域を有し、
前記サイドボディエクステンションは、少なくともその中央から車幅方向内側の領域に設けられて前記ルーフメンバとは接合されない第2の開放領域を有し、
前記ルーフメンバは前記第1の開放領域および前記第２の開放領域と重なる位置に所定の大きさの開口を有し、
前記補強パネルと前記サイドボディエクステンションとは、前記開口を介して接続されることを特徴とする車両補強構造。
前記サイドボディエクステンションは、前記第２の開放領域内にて上方へ突出して設けられ、その天面が前記補強パネルの前記第１の開放領域に接続される膨出部を有し、
前記ルーフメンバの前記開口は、前記膨出部が貫通できる程度の大きさを有することを特徴とする請求項１に記載の車両補強構造。
前記サイドボディエクステンションと前記補強パネルとを接続する所定の締結部材をさらに備えることを特徴とする請求項１または２に記載の車両補強構造。