JP2017039332A - 車両の車体構造 - Google Patents

Abstract

【課題】閉断面部に減衰部材を有する補強体が配置される構造を備えた車体構造において、前記減衰部材による振動減衰能力を効果的に発揮させる。
【解決手段】閉断面部Ｃを形成するルーフレール１１とセンターピラー１３との連結部Ｊにおいて、閉断面部Ｃにバルクヘッド３が配設されている。ルーフレール１１の外側面には、ルーフガセット２が接合されている。ルーフレール１１とバルクヘッド３との接合部は、両者が互いに当接した状態で結合された剛結合部３Ａと、両者の間に減衰部材４が介在された状態で結合される柔結合部３Ｂとを含む。ルーフガセット２は、柔結合部３Ｂとルーフレールインナ１１２対し、その肉厚方向に重なり合うように接合される第１当接部２１を有する。第１当接部２１には、剛性を補強する高剛性部２１１が形成されている。
【選択図】図１６

Description

本発明は、車両の車体構造に関し、特に閉断面部に減衰部材を有する補強体が配置される構造を備えた車体構造に関する。

自動車等の車両においては、乗員が感じる乗心地（減衰感）を良好なものとするため、車両各部で発生する振動の車室内への伝達を可及的に抑制する車両構造が求められる。この要請を満たすべく本出願人は、特許文献１において、閉断面を形成するフレーム内に配設されるバルクヘッド（補強体）の、前記フレームへの接合態様を工夫する技術を提案している。前記接合態様は、前記フレームと前記バルクヘッドとが互いに当接した状態で結合された剛結合部と、前記フレームと前記バルクヘッドとの間に減衰部材が介在された状態で結合された柔結合部とを具備させるというものである。

特開２０１３−４９３７６号公報

上記の剛結合部及び柔結合部を具備するバルクヘッドを閉断面部に適用した場合にあっては、減衰部材による振動減衰能力を効果的に発揮させることが肝要となる。しかし、車体構造によっては、車両の振動に伴い発生する歪み応力が前記減衰部材に集中させることができず、十分な振動減衰効果を得ることができない場合がある。

本発明の目的は、閉断面部に減衰部材を有する補強体が配置される構造を備えた車体構造において、前記減衰部材による振動減衰能力を効果的に発揮させ得る車体構造を提供することにある。

本発明の一局面に係る車両の車体構造は、閉断面部を形成し、第１方向に延びる第１フレームと、前記閉断面部内に配設され、前記第１フレームと接合された補強体と、前記第１フレームの外側面に接合される他の車体部材と、を備え、前記第１フレームと前記補強体との接合部は、前記第１フレームと前記補強体とが互いに当接した状態で結合された剛結合部と、前記第１フレームと前記補強体との間に減衰部材が介在された状態で結合された柔結合部とを有し、前記他の車体部材は、少なくとも一部が前記柔結合部と前記第１フレームの肉厚方向に重なり合うように、前記第１フレームに接合され、前記柔結合部と重なり合う部分に、剛性を補強する高剛性部を有していることを特徴とする。

この車体構造によれば、他の車体部材における、柔結合部と重なり合う部分に、剛性を補強する高剛性部が備えられる。この高剛性部により、減衰部材が介在される前記柔結合部の付近の剛性を高めることができる。従って、前記減衰部材と、その近傍部分との剛性差を大きくすることができ、車両の振動に伴い発生する歪み応力を前記減衰部材に集中させ得る構造体とすることができる。これにより、振動発生時に専ら前記減衰部材を歪ませることができようになり、当該減衰部材による振動減衰効果を高めることができる。

上記の車体構造において、前記第１方向と交差する第２方向に延び、前記第１フレームに連結される端部を有し、前記第１フレームと交差する連結部を形成する第２フレームをさらに備え、前記高剛性部は、直線状に延びる高剛性化のための加工部であり、該加工部は前記第２方向に延びていることが望ましい。

この車体構造によれば、第１方向及び第２方向を含む面（第１フレーム及び第２フレームを含む面）に対して直交する面外方向に前記第２フレームが揺動する際に発生する応力に対して、耐性の高い高剛性部とすることができる。従って、前記面外方向の揺動が発生した場合に、その歪み応力を前記減衰部材に集中させることができる。

上記の車体構造において、前記補強体の、前記柔結合部において前記減衰部材に接する接合領域は、前記第２方向において、前記第２フレームに向かうにつれて幅広傾向となる形状を有し、前記高剛性部は、少なくとも前記接合領域の幅広部分に重なり合う位置に配置されていることが望ましい。

第１フレームに対して第２フレームが交差するように取り付けられる連結部においては、両者の連結点を中心として前記第２フレームは揺動する。この特性に鑑み、上記の車体構造によれば、減衰部材の接合領域を、前記第２フレームの端部から第２方向において離間するにつれて幅広傾向となる形状とすることにより、前記第２フレームの揺動変形がより大きくなる領域により幅広の減衰部材を配置できるようになる。そして、このような幅広部分に重なり合う位置に前記高剛性部を配置することによって、前記減衰部材とその周辺との剛性差を際立たせ、前記柔結合部における振動減衰能力をより向上させることができる。

上記の車体構造において、前記第１フレームがルーフレールであり、前記他の車体部材がルーフガセットであって、前記ルーフレールは、ルーフレールアウタ部材とルーフレールインナ部材とを含み、前記ルーフガセットはルーフレールインナ部材に接合される接合部を備え、前記高剛性部は、前記接合部に形成されていることが望ましい。

ルーフガセットが組み込まれる部分は、車両において比較的大きな歪み応力が発生する部分である。このような部分に本発明を適用することにより、優れた振動減衰効果を得ることができる。

この場合、前記ルーフレールインナ部材と前記ルーフガセットとは、前記高剛性部が存在する部分における前記車両の前後方向に直交する断面において、略三角形の構造体を形成していることが望ましい。

この車体構造によれば、略三角形の構造体の形成によって一層剛性が高まり、前記ルーフガセットが受けた歪み応力が確実に接合部の高剛性部へ伝達されるようになる。従って、前記応力が前記高剛性部を通して効率良く前記減衰部材に集中し、優れた振動減衰効果を発揮させることができる。

本発明によれば、閉断面部に減衰部材を有する補強体が配置される構造を備えた車体構造において、前記減衰部材による振動減衰能力を効果的に発揮させることができる。従って、車両の乗心地（減衰感）を改善することができる。

本発明が適用される車両の車体の一部を示す斜視図である。 図１のII−II線の概略的な断面図である。 前記車両の車外側から、前記車体のルーフレールとセンターピラーとの連結部を見た側面図であって、サイドフレームアウタが取り除かれた状態を示す図である。 図３の状態から、センターピラーアウタレインが取り除かれた状態を示す側面図である。 図４の状態から、ルーフレールアウタレインが取り除かれた状態を示す側面図である。 前記ルーフレールの閉断面部内に配設されるバルクヘッドの斜視図である。 前記バルクヘッドの正面図である。 前記バルクヘッドの側面図である。 センターピラーの前後方向の揺動を説明するための側面図である。 図５の要部拡大図である。 図１０のＸＩ−ＸＩ線の概略的な断面図である。 前記車両の車内側から、ルーフガセットが取り付けられた状態の、前記ルーフレールと前記センターピラーとの連結部を見た側面図である。 前記ルーフガセットの取り付け部分の斜視図である。 前記ルーフガセットの取り付け部分の、角度を変えた斜視図である。 前記ルーフガセット単体の斜視図である。 図１３のXVI−XVI線の概略的な断面図である。 図１４のXVII−XVII線の概略的な断面図である。 センターピラーの車幅方向の揺動を説明するための側面図である。

以下、図面に基づいて、本発明の実施形態につき詳細に説明する。

［車体の全体的な説明］
図１は、本発明が適用される車両の車体１の一部を示す斜視図である。図中には、車両の前方を示す「前」の矢印と、後方を示す「後」の矢印を付記している。以下の図に付している「前」「後」などの矢印は、図１に示す車両の前後に相当する。

車体１は、車両の左右側面を構成するサイドフレーム１０を含む。図１では、一方の側面のサイドフレーム１０だけを図示している。サイドフレーム１０は、車両の側面部分の外装となるサイドフレームアウタ１００と、このサイドフレームアウタ１００の車内側に配置されたルーフレール１１、フロントピラー１２、センターピラー１３、リアピラー１４、及びサイドシル１５とを備える。

サイドフレームアウタ１００は、プレス成型にて、一枚の鋼鈑を所定形状に成型すると共に前後のドア開口を打ち抜くことによって形成された板材である。サイドフレームアウタ１００の外表面は、車両の外装塗装面となる。ルーフレール１１は車両の上部において、サイドシル１５は車両の下部において、それぞれ車両の前後方向に延びている。ルーフレール１１とサイドシル１５との間は、前側においてはフロントピラー１２で、後側においてはリアピラー１４で、そして前後方向の中央付近においてはセンターピラー１３で、各々上下方向に連結されている。

前後方向（第１方向）に延びるルーフレール１１（第１フレーム）と、上下方向（第１方向と交差する第２方向）に延びるセンターピラー１３（第２フレーム）とは、センターピラー１３の上端部がルーフレール１１の前後方向中間部分に連結される態様の、略Ｔ字状に交差する連結部Ｊを形成している。本実施形態では、この連結部Ｊに本発明に係る車体構造が適用される例を示す。

一方のサイドフレーム１０のルーフレール１１と他方のサイドフレームのルーフレール（図略）との間には、車幅方向に延びる複数のレインフォースメント（以下、本明細書では単に「レイン」と言う）及びヘッダが架設される。本実施形態では、センターピラー１３の配設位置に、ルーフレイン１６が架設され、その前後に３つのルーフレイン１７３、１７４、１７５が架設されている。さらに、車両の前側にはフロントヘッダ１７１が、後側にはリアヘッダ１７２が各々架設されている。これらルーフレイン及びヘッダの上を覆うように、図１では図略のルーフパネル１０２（図２）が、一対のサイドフレーム１０間に取り付けられる。

［連結部Ｊの構造］
図２は、図１のII−II線の概略的な断面図である。ルーフレール１１とセンターピラー１３との連結部Ｊの車外側はサイドフレームアウタ１００で覆われ、車内側にはルーフガセット２（他の車体部材）が取り付けられている。また、連結部Ｊにおけるルーフレール１１の閉断面部Ｃ内には、バルクヘッド３（補強体）が配設されている。以下、各部材を説明する。

ルーフレール１１は、前後方向に延びる閉断面を有する車体剛性部材であり、断面形状が略コ字型のルーフレールアウタレイン１１１と、断面形状が略Ｌ字型のルーフレールインナ１１２とからなる。車外側のルーフレールアウタレイン１１１は、接合を行うために、その上側端縁に上フランジ部１１３を、下側端縁に下フランジ部１１４を有している。車内側のルーフレールインナ１１２も、同様に上フランジ部１１５及び下フランジ部１１６を有している。上フランジ部１１３、１１５同士、並びに下フランジ部１１４、１１６同士が突き合わされ、スポット溶接等で固着される。このように固着されたルーフレールアウタレイン１１１及びルーフレールインナ１１２によって、閉断面部Ｃが形成されている。

センターピラー１３は、上下方向に延びる閉断面を有する車体剛性部材であり、車外側のセンターピラーアウタレイン１３１と、車内側のセンターピラーインナ１３２とからなる。センターピラーアウタレイン１３１の上端付近は、車外側に折り曲げられた形状とされており、該折り曲げ形状部分にアウタフランジ部１３３が形成されている。センターピラーインナ１３２は、概ね平坦な板材であり、その上端付近にはインナフランジ部１３４が形成されている。

図３は、車両の車外側から連結部Ｊを見た側面図であって、サイドフレームアウタ１００が取り除かれた状態を示す図である。センターピラーアウタレイン１３１のアウタフランジ部１３３は、ルーフレールアウタレイン１１１の外表面の形状に概ね合致した折り曲げ形状を有している。アウタフランジ部１３３は、ルーフレールアウタレイン１１１の外表面に当接され、スポット溶接にて固着されている。

図４は、図３の状態から、センターピラーアウタレイン１３１が取り除かれた状態を示す側面図である。センターピラーインナ１３２のインナフランジ部１３４は、その一部がルーフレールアウタレイン１１１の下フランジ部１１４とルーフレールインナ１１２の下フランジ部１１６との間に挟まれている。下フランジ部１１４と下フランジ部１１６とは、インナフランジ部１３４が介在された状態で固着されている。

アウタフランジ部１３３及びインナフランジ部１３４の上記の通りの固着によって、センターピラー１３はルーフレール１１に連結されている。この連結部Ｊは、サイドフレームアウタ１００の上端部分１０１によって覆われている。上端部分１０１は、車両の側面から上面に向かう、膨らみを持った部分である。上端部分１０１の端縁１０１Ｅは、ルーフパネル１０２の端縁１０２Ｅと上下方向に重なるように積層されている。この端縁１０１Ｅ、１０２Ｅの積層体は、上フランジ部１１３、１１５の積層体の上に配置され、これらと固着されている。

図５は、図４の状態から、ルーフレールアウタレイン１１１が取り除かれた状態を示す側面図である。連結部Ｊの近傍におけるルーフレール１１の閉断面部Ｃ内には、当該ルーフレール１１の剛性を補強する補強体として、２つのバルクヘッド３、３００が配設されている。これらバルクヘッド３、３００は、ルーフレール１１に対する複数の接合部を有している。

図２では、一方のバルクヘッド３が示されている。図２に示すように、前記複数の接合部は、ルーフレール１１とバルクヘッド３とが互いに当接した状態で結合された剛結合部３Ａと、ルーフレール１１とバルクヘッド３との間に減衰部材４が介在された状態で結合された柔結合部３Ｂとを含む。他方のバルクヘッド３００も、同様に剛結合部と柔結合部とを有している。図３〜図５に示す符号Ｗ１１、Ｗ１２、Ｗ１３、Ｗ１４及びＷ２で示すマークは、バルクヘッド３、３００の剛結合部３Ａに相当するスポット溶接部を示している。このバルクヘッド３については、図６〜図１１に基づいて後記で詳述する。

ルーフガセット２は、ルーフレイン１６のルーフレール１１への連結部分を補強する車体部材である。ルーフガセット２は、ルーフレール１１（ルーフレールインナ１１２）の外側面と、ルーフレイン１６とに接合されている。ルーフガセット２は、本体部２０と、本体部２０の下端側に連設された折り曲げ部からなる第１当接部２１と、上端側に連設された折り曲げ部からなる第２当接部２２とを含む。第１当接部２１はルーフレールインナ１１２に接合され、第２当接部２２はルーフレイン１６に接合されている。このルーフガセット２については、図１２〜図１８に基づいて後記で詳述する。

［バルクヘッドの詳細説明］
続いて、バルクヘッド３について詳述する。図６は、本実施形態のバルクヘッド３の斜視図、図７はその正面図、図８は、その側面図である。バルクヘッド３は、節部材とも呼ばれ、鋼材等の優れた剛性を有する板材に、打ち抜き及び折り曲げ加工等を施して形成された部材である。

バルクヘッド３は、ベース板部３０と、ベース板部３０の一方の側縁から曲げ起こされた第１側板部３１と、他方の側縁から曲げ起こされた第２側板部３２とを備える、前後方向の断面形状が略コ字状の部分を含む部材である。第１側板部３１の折曲げによって、ベース板部３０と第１側板部３１との境界には、第１稜線部３４が形成されている。また、第２側板部３１の折曲げによって、ベース板部３０と第２側板部３２との境界には、第２稜線部３５が形成されている。第１側板部３１のベース板部３０に対する曲げ起こし角は略９０°であり、第２側板部３２のベース板部３０に対する曲げ起こし角は４５°程度である。

換言すると、第１側板部３１及び第２側板部３２は、閉断面部Ｃ（図２）を仕切る一対の仕切面部として機能する部分であり、ベース板部３０は第１側板部３１及び第２側板部３２を連結する連結部として機能する部分である。仕切面部としての第１側板部３１及び第２側板部３２は、閉断面部Ｃが延びる方向に対して概ね直交する方向に延びる面を、当該閉断面部Ｃ内において形成する。従って、バルクヘッド３の組込によって、ルーフレール１１の閉断面部Ｃを圧潰させる変形力、すなわちルーフレールアウタレイン１１１とルーフレールインナ１１２とが接近するように潰れる変形力に対する耐性を高めることができる。

本実施形態では、第１側板部３１及び第２側板部３２の周縁部が剛結合部３Ａを形成する部分、ベース板部３０が柔結合部３Ｂを形成する部分である。第１側板部３１の周縁部には、第１フランジ部３１１、第２フランジ部３１２及び第３フランジ部３１３が突設されている。これらフランジ部３１１、３１２、３１３は舌片状の形状を有し、第１側板部３１に対してほぼ直角に、第２側板部３２に向かう方向とは反対方向に、各々折り曲げられることによって形成されている。同様に、第２側板部３２の周縁部には、舌片状の第４フランジ部３２１、第５フランジ部３２２及び第６フランジ部３２３が突設されている。これらフランジ部３２１、３２２、３２３は、第１側板部３１に向かう方向とは反対方向に、各々折り曲げられることによって形成されている。

上記のフランジ部３１１、３１２、３１３及びフランジ部３２１、３２２、３２３は、ルーフレールアウタレイン１１１の内側面に当接する部分であり、それぞれスポット溶接によって前記内周面に固着されている。図３〜図５において、スポット溶接部Ｗ１１は、フランジ部３２２がルーフレールアウタレイン１１１へ固着されている箇所である。同様に、スポット溶接部Ｗ１２はフランジ部３１２、スポット溶接部Ｗ１３はフランジ部３１１、スポット溶接部Ｗ１４はフランジ部３２１の固着箇所である。

ベース板部３０は、ルーフレールインナ１１２の内側面と対向する部分である。本実施形態のベース板部３０は、側板部３１、３２が曲げ起こされている方向にやや凸に湾曲しており、正面視（図７）で略台形の形状を有している。ベース板部３０は、ルーフレールインナ１１２に対向する第１面３０Ｘと、その反対側の第２面３０Ｙとを有する。第１面３０Ｘは、柔結合部３Ｂにおいて減衰部材４に接する接合領域となる。つまり、第１面３０Ｘは、ルーフレールインナ１１２の内側面に対して所定距離の隙間を置いて対向し、前記隙間に減衰部材４が介在される。換言すると、ベース板部３０とルーフレールインナ１１２とは、減衰部材４を挟んで接合されている。前記接合領域は、センターピラー１３が延びる上下方向において、このセンターピラー１３に向かうにつれて幅広傾向となる略台形の形状である（図５参照）。この台形形状の意義については後述する。

本実施形態では、上記の通り剛結合部３Ａとして、６つのフランジ部３１１〜３２３をルーフレールアウタレイン１１１にスポット溶接する態様を例示している。フランジ部の個数、すなわちスポット溶接箇所の数は一例であり、ルーフレール１１の形状等に応じて適宜設定することができる。また、剛結合部用のフランジ部を形成することなく、第１、第２側板部３１、３２の周縁部をルーフレールアウタレイン１１１に溶接しても良い。

剛結合部３Ａは、スポット溶接に以外でも形成可能であり、例えばボルト、ナット等を用いた機械的な結合部であってもよい。この場合、フランジ部３１１〜３２３及びルーフレールアウタレイン１１１には、ボルト挿通用の孔が穿孔される。あるいは、剛結合部３Ａは、接着剤による接着部であってもよい。この場合、前記接着剤としては、一般的に車体の接着用に使用されている接着剤を用いることができる。例えば、温度が２０℃、かつ加振力の周波数が３０Ｈｚである条件下において、貯蔵弾性率が２０００ＭＰａ以上で、かつ、損失係数が０．０５以下である接着剤を好適に用いることができる。

柔結合部３Ｂを構成する減衰部材４は、振動を減衰させる能力を有する部材である。減衰部材４は、所定の粘弾性を有する部材であれば特に限定はなく、例えば、シリコーン系材料またはアクリル系材料からなる粘弾性部材を使用することができる。粘弾性部材の物性としては、温度が２０℃、かつ加振力の周波数が３０Ｈｚである条件下において、貯蔵弾性率が５００ＭＰａ以下で、かつ、損失係数が０．２以上のものが、振動の伝達を効果的に抑制できる点で好ましい。このような粘弾性部材からなる減衰部材４は、振動エネルギーをひずみエネルギーとして吸収し、これを熱エネルギーに変換して散逸することにより、振動を減衰する。

ベース板部３０の第１面３０Ｘ（接合領域）へ減衰部材４を配設する方法は、特に限定はない。例えば、ペースト状の粘弾性部材をベース板部３０に所定厚さだけ塗布することにより、減衰部材４となる層を形成することができる。あるいは、減衰部材４となるバルク片を準備し、これをベース板部３０に貼り付けるようにしても良い。

ベース板部３０と第１側板部３１との境界の第１稜線部３４には、２つの凹部３４１、３４２が設けられている。これら凹部３４１、３４２は、バルクヘッド３の剛性を補強するために設けられている。凹部３４１、３４２は、第１稜線部３４の一部が第２面３０Ｙから突出する方向に絞り加工された、半球状の凹部である。このような凹部３４１、３４２の形成によって、バルクヘッド３の剛性をより高めることができ、バルクヘッドの本来の役目である閉断面部Ｃの補強能力を向上することができる。

さらに、凹部３４１、３４２により高剛性化を図ることによって、バルクヘッド３と減衰部材４との剛性差がより大きくなり、車体１に振動が発生したときに、減衰部材４に対する応力集中度合いが一層高められる。バルクヘッド３の剛性が低い場合、例えば第１稜線部３４で第１側板部３１が比較的容易に曲げ変形してしまうような場合、バルクヘッド３に振動が加わった時に減衰部材４へ全ての振動応力が伝達されず、一部の振動応力が前記曲げ変形に消費されてしまう。このため、減衰部材４による振動減衰効果が低下する。これに対し、バルクヘッド３を高剛性化すれば、振動応力をロスなく減衰部材４へ伝達することが可能となり、減衰部材４による振動減衰効果をより高めることができる。

第１側板部３１には、前後方向に貫通する円形の孔３６が設けられている。孔３６は、バルクヘッド３の配置位置を通して、前後方向に流体を良好に流通させるための孔である。第１側板部３１は、閉断面部Ｃを仕切る仕切面部として機能する。つまり、前後方向に延びるルーフレール１１の閉断面部Ｃを、第１側板部３１は塞いでいる。車体１の製造工程の一つに、車体１の組み立て後に該車体１に防錆剤を電着塗装する工程があり、該工程においては車体１が電着液に浸漬される。ここで、第１側板部３１が閉断面部Ｃを塞いでいると、電着液がルーフレール１１の内面に良好に行き渡らない場合がある。孔３６の形成により、前記電着液は孔３６を通して流通できるようになり、良好な電着塗装が行うことができる。

電着塗装工程の後、防錆剤層を乾燥させるために、車体１が加熱炉内に導入され、車体１が所定の温度で一定期間だけ加熱する乾燥工程が実行される。この乾燥工程の熱を、減衰部材４の固着に用いることが望ましい。すなわち、電着塗装工程の前に、上述の通りペースト状の粘弾性部材をベース板部３０に塗布することによって、減衰部材４となる塗布層を予め担持させたバルクヘッド３を、ルーフレールアウタレイン１１１に剛結合（スポット溶接）しておく。そして、前記乾燥工程において車体１に与えられる熱を利用して、前記塗布層をルーフレールインナ１１２に固着させることが望ましい。

もう一方のバルクヘッド３００も、上述のバルクヘッド３と類似した構造を有する。図５を参照して、バルクヘッド３００は、ベース板部３０Ａと、ベース板部３０の前後側縁から各々曲げ起こされた一対の側板部３１Ａ、３２Ａとを備える、前後方向の断面形状が略コ字状の部材である。側板部３１Ａ、３２Ａの周縁部には、複数のフランジ部３１１Ａ、３２１Ａが突設されている。フランジ部３１１Ａ、３２１Ａは、剛結合部を形成する部分であり、ルーフレールアウタレイン１１１とスポット溶接により固着される。図３〜図５に示す符号Ｗ２は、そのスポット溶接部である。ベース板部３０Ａは、柔結合部を形成する部分であり、ルーフレールインナ１１２と所定距離の隙間を置いて対向する。そして、前記隙間には減衰部材４が介在される。

［減衰部材の接合領域についての説明］
上述の通り、ベース板部３０の第１面３０Ｘは減衰部材４の接合領域であり、その形状は、センターピラー１３に向かうにつれて幅広傾向となる略台形の形状である。その意義について説明する。図９は、センターピラー１３の揺動を説明するための側面図である。前後方向に延びるルーフレール１１に対して、上下方向に延びるセンターピラー１３は、その上端部が連結されている。この連結部Ｊの形状は、側面視で略Ｔ字状である。

このような連結部Ｊにおいては、両者の連結点を中心としてセンターピラー１３は揺動する。図９には、この揺動を模式的に表している。点Ｐは、ルーフレール１１に対するセンターピラー１３の接続中心を仮想的に示す点である。車体１に振動が発生すると、矢印ａで示す通り、センターピラー１３は点Ｐを中心として前後方向に揺動することがある。図９から明らかな通り、点Ｐに近い方の揺動幅は比較的小さく、遠い方の揺動幅は比較的大きい。図中の三角形Ｔは、この揺動幅と相関をもつ三角形である。三角形Ｔは、下方に向かうにつれて徐々に前後方向の幅が増加する形状である。

図１０は、図５の要部拡大図、図１１は、図１０のＸＩ−ＸＩ線の概略的な断面図である。図１０において、バルクヘッド３のベース板部３０の概略的な輪郭を、点線の輪郭線ＴＡで表している。輪郭線ＴＡが表す形状は、略台形である。ベース板部３０の上部３０１は前後方向の幅が最も狭く、下部３０２は前後方向の幅が最も広い。下部３０２の前後方向の幅は、上部３０１の約２倍である。上部３０１から下部３０２にかけて、ベース板部３０の前後方向の幅は徐々に広がっている。

ベース板部３０の前側辺となる第１稜線部３４は、概ね上下方向に沿うように延びている。一方、ベース板部３０の後側辺となる第２稜線部３５は、斜め下方向に延びている。バルクヘッド３の配置位置は、センターピラー１３の前端付近である。第１稜線部３４は、センターピラー１３の上端部の前側辺と概ね面一である。これに対し、第２稜線部３５は、センターピラー１３の上端部の、前後幅方向における中心付近を指向している。

このようなベース板部３０の形状は、図９に示した三角形Ｔの形状に概ね沿うものである。すなわち、ベース板部３０は、センターピラー１３がルーフレール１１から延び出す方向（下方）に向けて、徐々に幅広となる形状を有している。これにより、センターピラー１３の揺動変形がより大きくなる領域に、より広幅に減衰部材４を配置できるようになる。従って、柔結合部３Ｂにおいて、センターピラー１３の前後方向の揺動に起因する振動の減衰能力を向上させることができる。

つまり、図１１に示す通り、ベース板部３０（第１面３０Ｘ）は、減衰部材４を担持する面であり、その幅員に応じて減衰部材４の前後方向幅が決まる。従って、ベース板部３０の前後方向の幅員が広くなる程、減衰部材４の前後方向幅も広くなる。前後幅が広幅の減衰部材４であれば、前後方向の振動に対する減衰能力も大きくなる。よって、本実施形態のベース板部３０（減衰部材４）は、センターピラー１３の変形挙動に合致した形状を有していることになる。従って、センターピラー１３の振動を効果的に減衰させることができ、車両の乗心地（減衰感）を改善することができる。

本実施形態において、センターピラー１３の延伸方向（第２方向）は、上下方向の垂線に対してやや傾いている。ベース板部３０の前後幅の中心を通る中心線Ｌ（図１０）は、前記延伸方向と一致していることが望ましいが、必ずしも一致させる必要はない。現に本実施形態のベース板部３０の中心線Ｌは、前記延伸方向とは一致していない。このように、前記延伸方向と中心線Ｌとは、概ね配向方向が一致していれば良い。

［ルーフガセットの詳細説明］
続いて、ルーフガセット２について詳述する。図１２は、車両の車内側から連結部Ｊを見た側面図、図１３はその斜視図、図１４は、図１３とは視線方向を変えた斜視図であり、各々ルーフガセット２の連結部Ｊへの取り付け状態を示す図である。図１５は、ルーフガセット２の単体の斜視図である。また、図１６は、図２の要部拡大図、図１７は、図１４のXVII−XVII線の概略的な断面図である。

ルーフガセット２は、本体部２０、第１当接部２１（接合部）、第２当接部２２及び一対の側板２３を備える。既述の通り、ルーフガセット２は、ルーフレール１１及びルーフレイン１６の外側面（車室内側の面）に接合され、ルーフレイン１６のルーフレール１１への連結部分を補強する車体部材である。

ルーフガセット２は、鋼鈑などの剛性に優れた材料から形成されている。本体部２０は、概ね平板状の部分であり、その中央部に略矩形の開口２０１を有している。開口２０１は、ルーフガセット２が取り付けられた後に、深部のスポット溶接作業を可能とする開口である。ルーフガセット２が車体１へ組み付けられた状態において、本体部２０は、水平面に対して４５°程度傾いた部分であり、第１当接部２１は、本体部２０の下端側から下方に延び出した部分であり、第２当接部２２は、本体部２０の上端側から車幅方向内側に延び出した部分である。

第１当接部２１は、スポット溶接が可能な幅を備えたフランジ部分であり、ルーフレールインナ１１２の車内側の表面に接合されている。図６中の符号Ｗ３で示すマークは、第１当接部２１のルーフレールインナ１１２に対するスポット溶接部を示している。図１６に示されている通り、第１当接部２１は、減衰部材４が配置された柔結合部３Ｂとルーフレールインナ１１２（第１フレーム）の肉厚方向に重なり合うように、ルーフレールインナ１１２に接合されている。

第２当接部２２は、所定幅を備えたフランジ部分であって、ルーフレイン１６の車内側の表面に当接されている。第２当接部２２には、ネジ孔２２１が穿孔されている。ルーフレイン１６にもネジ孔が備えられている。これらのネジ孔に固定ネジが螺合されることによって、第２当接部２２はルーフレイン１６に固定される。

一対の側板２３は、本体部２０の前後方向の側部から各々上方に折り曲げられて形成された部分である。一対の側板２３と本体部２０との境界には、折り曲げの湾曲面である稜線部２０２が形成されている。

以上の通り構成されたルーフガセット２において、車体１の振動に伴い発生する歪み応力を減衰部材４に集中させるための工夫が施されている。この工夫について説明する。上述の第１当接部２１は、図１５に示す通り、前方部分２１Ｆと後方部分２１Ｂとを含む。本実施形態では、上記柔結合部３Ｂと肉厚方向に重なり合う部分（他の車体部材の少なくとも一部）は、第１当接部２１の前方部分２１Ｆである。この前方部分２１Ｆには、剛性を補強する高剛性部２１１が形成されている。なお、前方部分２１Ｆと後方部分２１Ｂとの間には、車内側に突出した凸部２１２（図１７も参照）が設けられている。

高剛性部２１１は、図１７に示すように、第１当接部２１を僅かに車外側の方向へ変形させる加工を施すことによって形成された、直線的な段差部である。つまり、高剛性部２１１は、直線状に延びる高剛性化のための加工部である。この段差部が延びる方向は、センターピラー１３が延びる上下方向（第２方向）と一致している。これにより、第１当接部２１の剛性、特に上下方向の剛性を高めることができる。

このような高剛性部２１１の背面には、図１６及び図１７に示す通り、減衰部材４が存在している。すなわち、図１６は、高剛性部２１１が存在する部分において、この高剛性部２１１が延びる方向に沿った断面図であり、バルクヘッド３のベース板部３０及び減衰部材４が、高剛性部２１１と重なり合っていることが判る。また、図１７によれば、ベース板部３０の幅広部分である下部３０２と重なり合う位置に、高剛性部２１１が配置されていることが判る。

上述の通り、ルーフガセット２における、柔結合部３Ｂと重なり合う第１当接部２１に、剛性を補強する高剛性部２１１が備えられることにより、減衰部材４が介在される柔結合部３Ｂの付近の剛性を高めることができる。従って、減衰部材４と、その近傍部分との剛性差を大きくすることができ、車体１の振動に伴い発生する歪み応力を減衰部材４に集中させ得る構造体とすることができる。これにより、振動発生時に減衰部材４だけを専ら歪ませることができようになり、減衰部材４による振動減衰効果を高めることができる。

また、高剛性部２１１の段差部は上下方向に直線状に延びているので、センターピラー１３が車幅方向への揺動に対して剛性の高いルーフガセット２とすることができる。図１８は、センターピラー１３の車幅方向への揺動を説明するための断面図である。図９では、センターピラー１３は、ルーフレール１１に対するセンターピラー１３の接続中心を仮想的に示す点Ｐを中心として前後方向に揺動することを示した。センターピラー１３は、車体１に振動が発生すると、図１８において矢印ｂで示す通り、点Ｐを中心として車幅方向、つまりルーフレール１１及びセンターピラー１３を含む面に対して直交する面外方向にも揺動することがある。高剛性部２１１は、この面外方向にセンターピラー１３が揺動する際に発生する応力に対して、耐性が高いものとなる。従って、前記面外方向の揺動が発生した場合に、その歪み応力を減衰部材４に集中させることができる。

さらに、高剛性部２１１は、バルクヘッド３のベース板部３０における、減衰部材４の接合領域のうち幅広部分である下部３０２に重なり合う位置に配置されている。図９に基づき上述した通り、幅広な下部３０２をベース板部３０に具備させることで、センターピラー１３の揺動変形がより大きくなる領域に、前後方向により幅広の減衰部材４を配置できる。そして、このように減衰部材４が幅広となる部分に重なり合う位置に高剛性部２１１を配置することによって、減衰部材４とその周辺との剛性差を際立たせ、柔結合部３Ｂにおける振動減衰能力をより向上させることができる。

加えて、図１６において点線の仮想三角形ＴＸで示している通り、ルーフレールインナ１１２とルーフガセット２とは、高剛性部２１１が存在する部分における車体１の前後方向に直交する車幅方向の断面において、略三角形の構造体を形成している。つまり、ルーフレール１１とルーフレイン１６とが概ね直交して連結される角部において、ルーフガセット２の本体部２０は、前記角部を跨ぐように、ルーフレールインナ１１２とルーフレイン１６とを斜め方向に橋絡している。

このように、仮想三角形ＴＸを備えるよう構造体の形成によって連結部Ｊの剛性が一層高まる。これにより、ルーフガセット２がルーフレイン１６側から受ける歪み応力が、本体部２０を通して確実に第１当接部２１の高剛性部２１１へ伝達されるようになる。従って、前記応力が高剛性部２１１を通して効率良く減衰部材４に集中し、優れた振動減衰効果を発揮させることができる。

［変形実施形態の説明］
以上、本発明の一実施形態を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、次のような変形実施形態を取ることができる。

（１）上記実施形態では、第１フレームがルーフレール１１、他の車体部材がルーフガセット２である例を示した。これは本発明の一つの適用例に過ぎず、車体１が備える閉断面部を有する各種のフレームと、このフレームの外側面に接合される他の車体部材との組合せ箇所に、本発明を広く適用することができる。但し、ルーフガセット２が組み込まれる部分は、車体１において比較的大きな歪み応力が発生する部分である。このような部分に本発明を適用することにより、優れた振動減衰効果を得ることができる。

（２）上記実施形態では、第２フレームがセンターピラー１３であり、ルーフレール１１と略Ｔ字状の連結部Ｊを構成している例を示した。第２フレームはセンターピラー１３に限られるものではない。また、連結部Ｊは、第１フレームに対して第２フレームが略Ｙ字状に交差する連結部、或いは第１フレームと第２フレームとが略Ｘ字状に交差する連結部であっても良い。

（３）上記実施形態では、ルーフガセット２の高剛性部２１１として、直線的な段差部を例示した。これは一例であり、高剛性部２１１としては、各種の高剛性化のための加工を適用することができる。例えば、ビード加工などの絞り加工、リブ付け加工等によって形成された高剛性部２１１であっても良い。

（４）上記実施形態では、バルクヘッド３として、下方に向けて徐々に幅広となる台形形状を有するベース板部３０を具備するものを例示した。これは一例であり、ベース板部３０は、センターピラー１３に向かうにつれて幅広傾向となる形状を有するものであれば、各種の形状を採用することができる。例えば、下方に延びるにつれて、前後方向の幅が階段状に増加しているベース板部、上端が半円状で、下方に向かうにつれて前後方向幅が増加するベース板部などを例示することができる。なお、下方に延びるにつれて、ベース板部３０の前後方向幅がリニアに増加していなくとも良く、部分的に前後方向幅が減少する箇所を含んでいても良い。

１ 車体
１１ ルーフレール（第１フレーム）
１３ センターピラー（第２フレーム）
２ ルーフガセット（他の車体部材）
２１ 第１当接部（接合部）
２１１ 高剛性部
２２ 第２当接部
３ バルクヘッド（補強体）
３Ａ 剛結合部
３Ｂ 柔結合部
３０ ベース板部（接合領域）
３０２ 下部（幅広部分）
Ｃ 閉断面部
Ｊ 連結部

Claims (5)

1. 閉断面部を形成し、第１方向に延びる第１フレームと、
   前記閉断面部内に配設され、前記第１フレームと接合された補強体と、
   前記第１フレームの外側面に接合される他の車体部材と、を備え、
   前記第１フレームと前記補強体との接合部は、前記第１フレームと前記補強体とが互いに当接した状態で結合された剛結合部と、前記第１フレームと前記補強体との間に減衰部材が介在された状態で結合された柔結合部とを有し、
   前記他の車体部材は、
   少なくとも一部が前記柔結合部と前記第１フレームの肉厚方向に重なり合うように、前記第１フレームに接合され、
   前記柔結合部と重なり合う部分に、剛性を補強する高剛性部を有している、
   ことを特徴とする車両の車体構造。
2. 請求項１に記載の車両の車体構造において、
   前記第１方向と交差する第２方向に延び、前記第１フレームに連結される端部を有し、前記第１フレームと交差する連結部を形成する第２フレームをさらに備え、
   前記高剛性部は、直線状に延びる高剛性化のための加工部であり、該加工部は前記第２方向に延びている、車両の車体構造。
3. 請求項２に記載の車両の車体構造において、
   前記補強体の、前記柔結合部において前記減衰部材に接する接合領域は、前記第２方向において、前記第２フレームに向かうにつれて幅広傾向となる形状を有し、
   前記高剛性部は、少なくとも前記接合領域の幅広部分に重なり合う位置に配置されている、車両の車体構造。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両の車体構造において、
   前記第１フレームがルーフレールであり、前記他の車体部材がルーフガセットであって、
   前記ルーフレールは、ルーフレールアウタ部材とルーフレールインナ部材とを含み、前記ルーフガセットはルーフレールインナ部材に接合される接合部を備え、
   前記高剛性部は、前記接合部に形成されている、車両の車体構造。
5. 請求項４に記載の車両の車体構造において、
   前記ルーフレールインナ部材と前記ルーフガセットとは、前記高剛性部が存在する部分における前記車両の前後方向に直交する断面において、略三角形の構造体を形成している、車両の車体構造。

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