JP2018039472A

JP2018039472A - 車体上部構造

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Publication number: JP2018039472A
Application number: JP2016176803A
Authority: JP
Inventors: 祐大村瀬; Yudai Murase; 洋明長島; Hiroaki Nagashima
Original assignee: Suzuki Motor Corp
Current assignee: Suzuki Motor Corp
Priority date: 2016-09-09
Filing date: 2016-09-09
Publication date: 2018-03-15
Anticipated expiration: 2036-09-09
Also published as: CN107804374A; CN107804374B; FR3055879B1; JP6699469B2; DE102017116744A1; FR3055879A1

Abstract

【課題】補強部品を追加することなく、車体の軽量化を実現しながら、車体のねじり剛性及び側突性能を向上させることにある。【解決手段】樹脂製のルーフ２と、車両幅方向に延びるルーフクロスメンバ３と、車体の左右両側で車両前後方向に延びる左右両側のルーフサイドレール４とを少なくとも備える車体上部構造において、ルーフ２には、ルーフ２の他の一般部位２０よりも高い剛性を有する高剛性部位２１が設けられ、高剛性部位２１は、ルーフクロスメンバ３の車両幅方向の中間部から左右両側のルーフサイドレール４に向かって斜めに配置され、高剛性部位２１は、ルーフクロスメンバ３の車両前方側領域Ｒ１及び車両後方側領域Ｒ２に配置されている。【選択図】図１

Description

本発明は、車両の車体上部構造に関する。

従来から、車体の軽量化を目的として、車体上部のルーフを樹脂材料で成形する技術が知られている。一方、鋼板ルーフに代えて樹脂製のルーフを用いた場合は、車体のねじり剛性や側突時の車体性能が一般的に低下することになる。
このため、従来の車体上部構造の中には、樹脂ルーフパネルの４つの角部にリブをそれぞれ設けることで、車体の剛性を高める技術がある（例えば、特許文献１参照）。

特許第５４９４８３５号公報

しかしながら、上述した従来の車体上部構造のように、樹脂ルーフパネルの角部にリブを設ける構造では、ルーフサイドレールの曲げ剛性を向上させる効果が少なく、ルーフの樹脂化により懸念される車体の側突性能の低下を補う効果が少ないので、車体の側突性能を向上させたい場合には更なる補強が必要となり、車体の重量を増大させるという問題を有している。
また、車体の側突性能向上を図るため、車体のハイテン化を行った場合には、コスト高を招くという問題を有している。

本発明はこのような実状に鑑みてなされたものであって、その目的は、補強部品を追加することなく、車体の軽量化を実現しながら、車体のねじり剛性及び側突性能を向上させることが可能な車体上部構造を提供することにある。

上記従来技術の有する課題を解決するために、本発明は、樹脂製のルーフと、車両幅方向に延びるルーフクロスメンバと、車体の左右両側で車両前後方向に延びる左右両側のルーフサイドレールとを少なくとも備える車体上部構造において、前記ルーフには、前記ルーフの他の部位よりも高い剛性を有する高剛性部位が設けられ、前記高剛性部位は、前記ルーフクロスメンバの車両幅方向の中間部から前記左右両側のルーフサイドレールに向かって斜めに配置され、前記高剛性部位は、前記ルーフクロスメンバの車両前方側領域及び車両後方側領域の少なくとも一方側の領域に配置されている。

上述の如く、本発明に係る車体上部構造は、樹脂製のルーフと、車両幅方向に延びるルーフクロスメンバと、車体の左右両側で車両前後方向に延びる左右両側のルーフサイドレールとを少なくとも備え、前記ルーフには、前記ルーフの他の部位よりも高い剛性を有する高剛性部位が設けられ、前記高剛性部位は、前記ルーフクロスメンバの車両幅方向の中間部から前記左右両側のルーフサイドレールに向かって斜めに配置され、前記高剛性部位は、前記ルーフクロスメンバの車両前方側領域及び車両後方側領域の少なくとも一方側の領域に配置されているので、補強部品を追加することなく、ルーフの樹脂化により鋼板ルーフと比べて低下した車体のねじり剛性及び側突性能を向上させることができるとともに、車体の軽量化を図ることができる。
すなわち、本発明の車体上部構造においては、高剛性部位の介在によりルーフクロスメンバとルーフサイドレールとの連結強度を高めることが可能となり、車体のねじれ変形を抑制することができる。また、ルーフクロスメンバとルーフサイドレールとを連結する高剛性部位の配置によって、ルーフクロスメンバ及びルーフサイドレールの曲げ剛性を高めることができ、側突時の車室の変形を抑えることができる。

本発明の第１実施形態に係る車体上部構造が適用される樹脂製のルーフ、ルーフクロスメンバ、ルーフサイドレール及び高剛性部位を車両前方側の右斜め上方から見た斜視図である。本発明の第１実施形態に係る車体上部構造において、高剛性部位を配置した箇所の樹脂製のルーフを示す断面図である。本発明の第２実施形態に係る車体上部構造が適用される樹脂製のルーフ、ルーフクロスメンバ、ルーフサイドレール、ルーフバックメンバ及び高剛性部位を車両前方側の右斜め上方から見た斜視図である。本発明の第１実施形態の変形例に係る車体上部構造が適用される樹脂製のルーフ、ルーフクロスメンバ、ルーフサイドレール及び高剛性部位を車両前方側の右斜め上方から見た斜視図である。

以下、本発明を図示の実施の形態に基づいて詳細に説明する。なお、図において、矢印Ｆｒ方向は車両前方を示している。

［第１実施形態］
図１及び図２は本発明の第１実施形態に係る車体上部構造を示すものである。
図１及び図２に示すように、本発明の第１実施形態に係る構造が適用される車両の車体上部１は、主として、樹脂製のルーフ２と、車両幅方向に延びるルーフクロスメンバ３と、車体の左右両側で車両前後方向に延びる左右両側のルーフサイドレール４と、車体の前後端部で車両幅方向に延びるルーフフロントメンバ５及びルーフリヤメンバ６を備えている。樹脂製のルーフ２は、車体の軽量化などを目的として用いられた樹脂製のパネルであり、車体上部１の左右両側に位置するルーフサイドレール４と車体上部１の前後端に位置するルーフフロントメンバ５及びルーフリヤメンバ６の周辺部であって、車体上部１の全領域に配置されている。また、ルーフサイドレール４は、車両前後方向に沿って直線状に延在しており、車体上部１の左右両側の位置で一定の間隔を空けて平行に配置されている。

本実施形態のルーフクロスメンバ３は、図１に示すように、左右両側のルーフサイドレール４間に架け渡すことが可能な長さを有しており、車両幅方向の左右両端部３ａがルーフサイドレール４にスポット溶接などでそれぞれ接合されている。また、ルーフクロスメンバ３の車両前後方向の位置は、センターピラー７が接合されたルーフサイドレール４の箇所に配置されている。センターピラー７は、車両上下方向に延びており、上端部がルーフサイドレール４に接合されている。
さらに、ルーフクロスメンバ３は、開口部を車両下側もしくは車両上側に配置した断面略ハット型形状に形成されており、開口部が車両下側の場合には、上面部３１と、該上面部３１の前後に位置するフランジ部３２とを有している。この場合において、ルーフクロスメンバ３の上面部３１は、ルーフ２の裏面に接着剤などで接合されている。開口部が車両上側の場合には、ルーフクロスメンバ３のフランジ部３２がルーフ２の裏面に接着剤などで接合されている。

本実施形態の車体上部１の構造における樹脂製のルーフ２には、図１及び図２に示すように、当該ルーフ２の他の一般部位２０よりも高い剛性を有する高剛性部位２１が設けられている。高剛性部位２１は、ルーフ２の裏面側に突出して形成され、かつ連続してほぼ直線状に延びる凸部であり、ルーフ２に一体成形されている。そのため、高剛性部位２１の厚さｔ_１は、一般部位２０の厚さｔ_０よりも肉厚となるように形成されている（ｔ_１＞ｔ_０）。高剛性部位２１の凸部は、例えば、徐変による厚肉化で形成可能である。また、凸部の断面形状は、矩形に形成されていても、湾曲した半円弧状に形成されていても良い。

高剛性部位２１は、ルーフクロスメンバ３の車両幅方向の中央部付近に位置する中間部から左右両側のルーフサイドレール４に向かって斜めに配置されている。そして、高剛性部位２１は、基端部２１ａがルーフクロスメンバ３に連結され、先端部２１ｂが左右両側のルーフサイドレール４に連結されている。これら高剛性部位２１は、車両前方側領域Ｒ１及び車両後方側領域Ｒ２のそれぞれに２本ずつ配置されている。車両前方側領域Ｒ１は、ルーフクロスメンバ３と、ルーフフロントメンバ５と、左右両側のルーフサイドレール４とによって囲まれた領域である。また、車両後方側領域Ｒ２は、ルーフクロスメンバ３と、ルーフリヤメンバ６と、左右両側のルーフサイドレール４とによって囲まれた領域である。
なお、高剛性部位２１は、車両前方側領域Ｒ１及び車両後方側領域Ｒ２の少なくとも一方側の領域に配置されていれば良く、必ずしも２つの領域Ｒ１，Ｒ２に配置されている必要はない。また、高剛性部位２１は、ルーフクロスメンバ３及びルーフサイドレール４の少なくとも一方に連結されていれば曲げ剛性を確保することが可能となり、必ずしもルーフクロスメンバ３及びルーフサイドレール４の両方に連結されている必要はなく、ルーフクロスメンバ３あるいはルーフサイドレール４の一方から離間して配置されていても良い。このように高剛性部位２１がルーフクロスメンバ３あるいはルーフサイドレール４の一方から離間して配置されている場合には、ルーフクロスメンバ３あるいはルーフサイドレール４との連結を省略することが可能となり、設計の自由度を向上させることできる。

車両前方側領域Ｒ１の左右両側に配置された高剛性部位２１は、ルーフクロスメンバ３の車両幅方向の中央部付近から左右両側のルーフサイドレール４に向かいながら車両前方にそれぞれ延びており、基端部２１ａ側の車両幅方向の間隔は、先端部２１ｂ側の車両幅方向の間隔と比べて小さくなるように配置されている。そして、車両前方側領域Ｒ２の左右両側に配置された高剛性部位２１は、ルーフクロスメンバ３の車両幅方向の中央部付近から左右両側のルーフサイドレール４に向かいながら車両後方にそれぞれ延びており、基端部２１ａ側の車両幅方向の間隔は、先端部２１ｂ側の車両幅方向の間隔と比べて小さくなるように配置されている。
このため、高剛性部位２１は、車両前方側領域Ｒ１及び車両後方側領域Ｒ２のどちらの領域でも、ルーフクロスメンバ３を基準にして車両上方から見ると、左右両側の２本でハの字状に配置されている。

高剛性部位２１の基端部２１ａは、車両前方側領域Ｒ１及び車両後方側領域Ｒ２において、ルーフクロスメンバ３の対応する車両前方側もしくは車両後方側のフランジ部３２に重ね合わせた状態で、接着剤などによりそれぞれ接合されている。しかも、高剛性部位２１は、ルーフクロスメンバ３の中央部付近に接合される基端部２１ａの車両幅方向の位置が車両前方側領域Ｒ１及び車両後方側領域Ｒ２で同じ位置に設定されている。このような位置関係により、車体側突時の入力に対して車両前方側領域Ｒ１及び車両後方側領域Ｒ２の反力が効果的に発生するように構成されている。
また、高剛性部位２１の先端部２１ｂは、左右両側のルーフサイドレール４に重ね合わせた状態で接着剤などにより接合されている。しかも、高剛性部位２１は、左右両側のルーフサイドレール４のそれぞれに接合される先端部２１ｂの車両前後方向の位置が、車両前方側領域Ｒ１及び車両後方側領域Ｒ２においてそれぞれ同じとなるように設定されている。

このように、本発明の第１実施形態に係る車体上部１の構造では、樹脂製のルーフ２と、車両幅方向に延びるルーフクロスメンバ３と、車体の左右両側で車両前後方向に延びる左右両側のルーフサイドレール４とを少なくとも備え、ルーフ２には、該ルーフ２の他の一般部位２０よりも高い剛性を有する高剛性部位２１が設けられ、高剛性部位２１が、ルーフクロスメンバ３の車両幅方向の中間部から左右両側のルーフサイドレール４に向かって斜めに配置され、高剛性部位２１が、ルーフクロスメンバ３の車両前方側領域Ｒ１及び車両後方側領域Ｒ２の両側領域に配置されているので、補強部品を追加することなく、ルーフ２の樹脂化により鋼板ルーフと比べて低下した車体のねじり剛性及び側突性能の向上を図ることができるとともに、車体の軽量化及びコスト低減化を図ることができる。
すなわち、第１実施形態の車体上部１の構造では、高剛性部位２１が介在することでルーフクロスメンバ３とルーフサイドレール４との連結強度を高めることが可能となり、車体のねじれ変形を抑制することができる。しかも、ルーフクロスメンバ３とルーフサイドレール４とを連結する高剛性部位２１の配置によって、ルーフクロスメンバ３及びルーフサイドレール４の曲げ剛性を高めることができ、側突時に荷重が入力された場合においても、側突時の車室の変形を抑えることができる。
また、第１実施形態の車体上部１の構造では、高剛性部位２１の凸部がルーフクロスメンバ３及びルーフサイドレール４の少なくとも一方に連結されているので、必要な曲げ剛性などを確保することができる。
さらに、第１実施形態の車体上部１の構造では、高剛性部位２１がルーフ２の裏面側に突出して形成され、かつ連続して延びる凸部であるので、簡易な構造で高剛性部位２１を設けることができる。

［第２実施形態］
図３は本発明の第２実施形態に係る車体上部構造を示すものである。なお、上述した第１実施形態で説明したものと同様の部分については、同一の符号を付して重複した説明は省略する。
この第２実施形態の車体上部１においては、上記第１実施形態の構造に加え、図３に示すように、ルーフバックメンバ６と左右両側のルーフサイドレール４とをそれぞれ連結する後端側の高剛性部位２２が車両後方側領域Ｒ２に配置されている。この後端側の高剛性部位２２は、ルーフバックメンバ６に接合されるメンバ接合部２２ａと、該メンバ接合部２２ａから二又に分かれ左右両側のルーフサイドレール４に向かいながら車両前方へ斜めに延び、先端部分が左右両側のルーフサイドレール４のそれぞれに接合されるレール接合部２２ｂとから構成されている。すなわち、後端側の高剛性部位２２は、車両上方視で略Ｖ字状に一体形成されている。ただし、この後端側の高剛性部位２２は、車両前方側に配置されている高剛性部位２１と同様、２本に分かれたものであっても良い。

このように本発明の第２実施形態に係る車体上部１の構造では、ルーフバックメンバ６と左右両側のルーフサイドレール４とをそれぞれ連結する後端側の高剛性部位２２が車両後方側領域Ｒ２に配置されているので、車体上部１への入力荷重をより効果的に分散させることが可能となり、車体のねじり剛性及び側突性能をさらに高めることができる。その他の効果は、上記第１実施形態と同様である。

以上、本発明の実施の形態につき述べたが、本発明は既述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて各種の変形及び変更が可能である。

例えば、既述の第１及び第２実施形態の高剛性部位２１は、ルーフ２の裏面側に突出させて形成した凸部であるが、異なる２種類の樹脂材料を用いる二色成形によって形成することも可能である。すなわち、ルーフ２における高剛性部位２１の部分は、一般部位２０の部分を形成する樹脂材料よりも高い剛性を有する樹脂材料で形成されていても良い。このような二色成形によって高剛性部位２１が形成されていると、使用材料が少なくて済み、更なる軽量化及びコスト低減化を図ることができるとともに、ルーフ２の平坦面化で車室内の空間を広げることができる。

また、既述の第１及び第２実施形態における高剛性部位２１は、車両前方側領域Ｒ１及び車両後方側領域Ｒ２のそれぞれに２本ずつ配置されているが、図４に示すような一体形成の形状を有する高剛性部位２１Ａによって、車両前方側領域Ｒ１及び車両後方側領域Ｒ２のそれぞれに１本ずつ配置することも可能である。この高剛性部位２１は、ルーフクロスメンバ３側へ向かって突出し、ルーフクロスメンバ３の車両幅方向の中間部に接合される湾曲部２１Ａａと、該湾曲部２１Ａａから左右両側のルーフサイドレール４に向かいながら車両前方もしくは車両後方へ斜めに延び、先端部分が左右両側のルーフサイドレール４に接合される２つの傾斜部２１Ａｂとから構成されている。このような形状の高剛性部位２１を形成することにより、ルーフクロスメンバ３との接合強度を確保しながら、取付作業性、車体のねじり剛性等をさらに高めることができる。

１車体上部
２樹脂製のルーフ
３ルーフクロスメンバ
３ａ端部
４ルーフサイドレール
５ルーフフロントメンバ
６ルーフバックメンバ
７センターピラー
２０一般部位
２１高剛性部位
２１ａ基端部
２１ｂ先端部
２１Ａ高剛性部位
２１Ａａ湾曲部
２１Ａｂ傾斜部
２２高剛性部位
２２ａメンバ接合部
２２ｂレール接合部
３１上面部
３２フランジ部
Ｒ１車両前方側領域
Ｒ２車両後方側領域

Claims

樹脂製のルーフと、車両幅方向に延びるルーフクロスメンバと、車体の左右両側で車両前後方向に延びる左右両側のルーフサイドレールとを少なくとも備える車体上部構造において、
前記ルーフには、前記ルーフの他の部位よりも高い剛性を有する高剛性部位が設けられ、前記高剛性部位は、前記ルーフクロスメンバの車両幅方向の中間部から前記左右両側のルーフサイドレールに向かって斜めに配置され、
前記高剛性部位は、前記ルーフクロスメンバの車両前方側領域及び車両後方側領域の少なくとも一方側の領域に配置されていることを特徴とする車体上部構造。
前記車体の後方側には、車両幅方向に延びるルーフバックメンバが設けられているとともに、前記ルーフの後方側には、前記高剛性部位がさらに設けられており、前記高剛性部位は、前記ルーフバックメンバの車両幅方向の中間部から前記左右両側のルーフサイドレールに向かって斜めに配置されていることを特徴とする請求項１に記載の車体上部構造。
前記高剛性部位は、前記ルーフクロスメンバ及び前記ルーフサイドレールの少なくとも一方に連結されていることを特徴とする請求項１または２に記載の車体上部構造。
前記高剛性部位は、前記ルーフの裏面側に突出して形成され、かつ連続して延びる凸部であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の車体上部構造。
前記高剛性部位は、前記ルーフクロスメンバに接合される湾曲部と、該湾曲部から前記左右両側のルーフサイドレールに向かって斜めに延び、前記左右両側のルーフサイドレールに接合される傾斜部とから構成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の車体上部構造。