JP2022170872A - 車両の上部車体構造 - Google Patents

Abstract

【課題】レール部の剛性をさらに向上させることができる車両の上部車体構造を提供する。【解決手段】レール部４の前後方向他端に接続されるブレース部５を備えた上部車体構造において、前後方向一端側がレール部４の一端側フランジ４３に溶接接合され、前後方向他端側がレール部４の他端側フランジ４５及びブレース部５の前後方向一端側と溶接接合される主壁６１を有する補強部材６を設け、補強部材６のフランジ６３をレール部４の底壁４１と溶接接合し、ルーフパネルを補強部材６の主壁６１に接着した。【選択図】図５

Description

本発明は、ルーフパネルの下方に左右方向へ延びるレール部及び前後方向へ延びるブレース部が配置される車両の上部車体構造に関する。

車両の上部車体構造として、左右のフロントピラーの上端部相互間に、車幅方向に延びるフロントヘッダを架設し、フロントヘッダの車幅方向の略中央位置に前後方向ルーフレインフォースメントの前端を連結したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の上部車体構造では、フロントヘッダの内側に、前後方向ルーフレインフォースメントと車幅方向において同位置に節部材を設けている。

特開２０１６－１５０７００号公報

しかしながら、特許文献１に記載の上部車体構造では、補強部材である節部材と、ブレース部である前後方向ルーフレインフォースメントとが、別個独立して設けられているため、レール部の剛性向上が限定的である。

本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、レール部の剛性をさらに向上させることのできる車両の上部車体構造を提供することにある。

本発明によれば、ルーフパネルと、前記ルーフパネルの下方に配置され、左右方向へ延び、側面断面にて、略前後へ延びる底壁と、前記底壁の前後方向一方の端部から略上方へ延びる一端壁と、前記一端壁の上端から前後方向一方へ延びる一端側フランジと、前記底壁の前後方向他方の端部から略上方へ延びる他端壁と、前記他端壁の上端から前後方向他方へ延びる他端側フランジと、を有するレール部と、前記ルーフパネルの下方に配置され、前記レール部の前後方向他端側に接続され、前記レール部から前後方向他方へ延びるブレース部と、前記レール部における前記ブレース部との接続部分を補強する補強部材と、を備え、前記補強部材は、正面断面にて、略左右へ延びる主壁と、前記主壁の左右方向両端から略下方へ延びる左右一対の側壁と、前記各側壁の下端から略左右方向外側へ延びる左右一対のフランジと、を有し、前記補強部材の前記主壁は、前後方向一端側が前記レール部の前記一端側フランジに溶接接合され、前後方向他端側が前記レール部の前記他端側フランジ及び前記ブレース部の前後方向一端側と溶接接合され、前記補強部材の前記各フランジは、前記レール部の前記底壁と溶接接合され、前記ルーフパネルは、前記補強部材の前記主壁に接着される車両の上部車体構造が提供される。

この車両の上部車体構造によれば、補強部材の主壁は、ブレース部の前後方向一端と接続されるとともに、レール部の一端側フランジ及び他端側フランジを接続する。これにより、ブレース部からの負荷を主として補強部材で受けるとともに、レール部の各フランジの前後方向の動きを規制し、レール部の側面断面の変形を抑制することができる。
また、補強部材の各フランジをレール部の底壁と接合して、補強部材とレール部とで正面視で閉断面を形成するともに、ルーフパネルを補強部材の主壁に接着することにより、レール部におけるブレース部との接続部分近傍の剛性を向上させることができる。

また、上記車両の上部車体構造において、前記レール部の前記一端側フランジは、平面視で前後方向他方へ突出し前記補強部材の前記主壁と溶接接合される突出部を有し、前記補強部材の前記主壁は、前記突出部の所定の接合位置と左右方向一方及び他方に離隔して配置された前後方向へ延びる左右一対のビードを有し、前記各ビードは、前後方向一端が前記突出部の前記接合位置よりも前後方向一方に位置し、前記レール部の前記底壁は、前記補強部材の前記主壁の下方に形成された車載機器取付部を有してもよい。

この車両の上部車体構造によれば、補強部材の各ビードにより、レール部におけるブレース部との接続部分近傍の剛性をさらに向上させ、車載機取付部が形成されたレール部の底壁の変形をさらに抑制することができる。これにより、レールフロントに取り付けられる車載機の重量を増大させることができる。また、各ビードの前後方向一端が、レール部の一端側フランジの突出部における接合位置よりも前後方向一方に位置していることから、補強部材において比較的変形しやすい接合位置近傍での変形が抑制される。

また、上記車両の上部車体構造において、前記レール部の前記一端側フランジの前記突出部は、前記補強部材の前記主壁と３箇所以上で溶接接合され、前記レール部の前記一端側フランジの前記突出部と前記補強部材の前記主壁との接合位置のうち、左右方向について中央側に位置する少なくとも１箇所の接合位置が、最も外側に位置する２箇所の接合位置よりも前後方向他方に配置されてもよい。

この車両の上部車体構造によれば、レール部の一端側フランジの突出部と、補強部材の主壁との複数の接合箇所のうち、左右方向中央側の接合位置を前後方向他方にずらすことにより、補強部材において比較的変形しやすい接合位置近傍での変形が抑制される。

また、上記車両の上部車体構造において、前記ブレース部は、正面断面にて、略左右へ延びる主壁と、前記主壁の左右方向両端から略上方へ延びる左右一対の縦壁と、前記各縦壁の上端から略左右方向外側へ延びる左右一対のフランジと、を有し、前記補強部材の前記主壁は、前後方向へ延び左右一対の縦壁部と前記各縦壁部を接続する底部とを含む前後方向へ延びる凹部を有し、前記ブレース部の前記各縦壁と前記補強部材の前記各縦壁部とは、連続的に形成され、前記補強部材の前記縦壁部の前後方向一端は、前記各ビードの前後方向他端よりも前後方向一方に位置してもよい。

この車両の上部車体構造によれば、ブレース部の各縦壁と補強部材の各縦壁部とが、レール部の前後方向他端を跨いで一体に形成されていることから、ブレース部からの負荷がレール部の他端へ伝達されることは殆どなく、レール部の側面断面の変形をさらに抑制することができる。また、補強部材の縦壁部の前後方向一端が、各ビードの前後方向他端よりも前後方向一方に位置していることから、前後方向にわたって補強部材の剛性を確保することができる。

また、上記車両の上部車体構造において、左右方向の所定位置において、前記補強部材の前記主壁における前記レール部の前記一端側フランジとの接合位置と、前記補強部材の前記主壁における前記レール部の前記他端側フランジとの接合位置とは、前記レール部の前記底壁からの高さが略一致してもよい。

この車両の上部車体構造によれば、補強部材の主壁のレール部への接合位置の底壁からの高さが、前後方向一端側と他端側で略一致することから、補強部材の主壁はレール部の底壁と略平行となり、補強部材の主壁がレール部の底壁と非平行となる場合と比べて、補強部材及びレール部による断面形状を、より剛性の高いものとすることができる。

本発明の車両の上部車体構造によれば、レール部の剛性をさらに向上させることができる。

本発明の一実施形態を示す車両の外観斜視図である。 車体上部構造のルーフパネル及び介在プレートを外した状態を示す概略斜視図である。 レールフロントの一部概略斜視図である。 車体上部構造の概略側面断面図である。 補強部材及びブレースを接合した状態を示すレールフロントの一部概略斜視図である。

図１から図５は本発明の一実施形態を示すものであり、図１は本発明の一実施形態を示す車両の外観斜視図、図２は車体上部構造のルーフパネル及び介在プレートを外した状態を示す概略斜視図、図３はレールフロントの一部概略斜視図、図４は車体上部構造の概略側面断面図、図５は補強部材及びブレースを接合した状態を示すレールフロントの一部概略斜視図である。

図１に示すように、この車両１は、室内空間の上部を仕切るルーフパネル２を備えている。ルーフパネル２は、車両１の外板をなし、前端側がウインドシールドガラス１００の後端側に上方から覆われている。本実施形態においては、ルーフパネル２は、アルミニウムからなる。

図２に示すように、この車両１の車体構造は、ルーフパネル２の下方に配置さ左右一対のフロントピラー３の上端を連結し左右方向へ延びるレールフロント４と、ルーフパネル２の下方に配置されレールフロント４の左右中央に接続され前後方向へ延びるブレース５と、レールフロント４におけるブレース５との接続部分を補強する補強部材６と、を備えている。本実施形態においては、各フロントピラー３、レールフロント４、ブレース５及び補強部材６は、鋼板からなる。

図３に示すように、レールフロント４は、側面断面にて、略前後へ延びる底壁４１と、底壁４１の前端から略上方へ延びる前壁４２と、前壁４２の上端から略前方へ延びる前側フランジ４３と、底壁４１の後端から略上方へ延びる後壁４４と、後壁４４の上端から略後方へ延びる後側フランジ４５と、を有する。図４に示すように、本実施形態においては、ルーフパネル２とレールフロント４の間に介在し、アルミニウムからなる介在プレート７が設けられる。介在プレート７は、ルーフパネル２のフランジと溶接により接合されるとともに、レールフロント４の前側フランジ４３とかしめにより結合される。

図２に示すように、ブレース５は、正面断面にて、略左右へ延びる主壁５１と、主壁５１の左右方向両端から略上方へ延びる左右一対の縦壁５２と、各縦壁５２の上端から略左右方向外側へ延びる左右一対のフランジ５３と、を有する。ブレース５の前端は、レールフロント４の後側フランジ４５に接続される。図３に示すように、レールフロント４の後側フランジ４５は、正面視にて、ブレース５の主壁５１及び各縦壁５２と同形状の凹部４５ａを有し、凹部４５ａにブレース５の前端を重ね合わせて溶接することで、レールフロント４とブレース５は接合される。図３中、レールフロント４におけるブレース５及び補強部材６との接合位置を〇印に×印を記入して示している。本実施形態においては、補強部材６は、レールフロント４とブレース５の接合部分に介在し、レールフロント４及びブレース５とともにスポット溶接により接合される。

図５に示すように、補強部材６は、正面断面にて、略左右へ延びる主壁６１と、主壁６１の左右方向両端から略下方へ延びる左右一対の側壁６２と、各側壁６２の下端から略左右方向外側へ延びる左右一対のフランジ６３と、を有する。また、主壁６１は、前後方向へ延び左右一対の縦壁部６４ａと各縦壁部６４ａを接続する底部６４ｂと、を含む前後方向へ延びる凹部６４を有する。凹部６４の後端側は、正面視にて、後側フランジ４５の凹部４５ａと同形状に形成される。主壁６１は、前述のように後端側がレールフロント４の後側フランジ４５及びブレース５の前端側と溶接接合され、前端側がレールフロント４の前側フランジ４３に溶接接合される。図５中、補強部材６と、レールフロント４及びブレース５との接合位置を、〇印中に×印を記入して示している。各フランジ６３は、レールフロント４の底壁４１と溶接接合される。本実施形態においては、各フランジ６３に左右方向へ延びる上方に凸の複数のビード６３ａが形成され、各フランジ６３における各ビード６３ａの非形成部分が、底壁４１と溶接接合される。図３に示すように、レールフロント４の底壁４１における補強部材６の主壁６１の下方には、車載機器取付部４１ａが形成される。図３においては、車載機器取付部４１ａとして底壁４１に形成された孔を示しており、車載機側の取り付けねじを挿通可能なウエルドナットを溶着して、車載機の取り付けに使用される。

図３に示すように、レールフロント４の前側フランジ４３は、平面視で後方へ突出し補強部材６の主壁６１と溶接接合される突出部４３ａを有する。突出部４３ａは、平面視で略三角形状を呈し、後方へ向かって細くなるよう形成される。図５に示すように、レールフロント４の突出部４３ａと、補強部材６の主壁６１とは、スポット溶接により接合される。本実施形態においては、主壁６１の凹部６４の底部６４ｂが突出部４３ａと接合される。本実施形態においては、レールフロント４の突出部４３ａと、補強部材６の主壁６１とは、突出部４３ａの先端側の１点と、突出部４３ａの基端側の２点で接合される。図５に示すように、先端側の接合位置４３ｂは、基端側の各接合位置４３ｃよりも後方に配置される。また、基端側の各接合位置４３ｃは、先端側の接合位置４３ｂよりも左右外側に配置される。また、図４に示すように、主壁６１の凹部６４の底部６４ｂと前側フランジ４３との各接合位置４３ｂ，４３ｃと、主壁６１の凹部６４の底部６４ｂと後側フランジ４５との各接合位置４５ｂとは、レールフロント４の底壁４１からの高さが略一致するよう構成される。尚、本実施形態においては、主壁６１の後端側は、凹部６４の車幅方向外側においても、後側フランジ４５と接合されている。

また、図５に示すように、補強部材６の主壁６１には、突出部４３ａの各接合位置４３ｂ，４３ｃと重ならないよう形成された前後方向へ延びるビード６５が形成される。ビード６５は、主壁６１の凹部６４の底部６４ｂに上方へ凸となるよう形成される。本実施形態においては、各ビード６５は、突出部４３ａの先端側の接合位置４３ｂに対し、左方及び右方に離隔して左右一対に配置される。より具体的には、各ビード６５は、左右方向について、先端側の接合位置４３ｂと、基端側の各接合位置４３ｃの間にそれぞれ配置される。本実施形態においては、ビード６５は、前端が先端側の接合位置４３ｂよりも前方へ位置している。より具体的には、ビード６５の前端は、前後方向について、先端側の接合位置４３ｂと基端側の各接合位置４３ｃの間に位置している。一方、各ビード６５の後端は、主壁６１の後側フランジ４５との接合位置４５ｂの直前に位置している。

補強部材６の主壁６１における凹部６４の各縦壁部６４ａは、後端側がブレース５の各縦壁５２と連続的に形成され、各ビード６５の前端と前後方向について略同じ位置まで形成される。すなわち、補強部材６の各縦壁部６４ａの前端は、各ビード６５の後端よりも前方に位置している。また、補強部材６の主壁６１における凹部６４の左右外側には、ルーフパネル２との接着部６６が形成される。

以上のように構成された車体構造によれば、補強部材６の主壁６１は、ブレース５の前端と接続されるとともに、レールフロント４の前側フランジ４３及び後側フランジ４５を接続する。これにより、ブレース５からの負荷を主として補強部材６で受けるとともに、レールフロント４の各フランジ４３，４５、前壁４２及び後壁４４の前後方向の動き及び倒れを規制し、レールフロント４の側面断面の変形を抑制することができる。
また、補強部材６の各フランジ６３をレールフロント４の底壁４１と接合して、補強部材６とレールフロント４とで正面視で閉断面を形成するともに、ルーフパネル２を補強部材６の主壁６１に接着することによっても、レールフロント４の底壁４１を含む側面断面の変形を抑制することができる。さらに、補強部材６の各ビード６５によっても、レールフロント４の側面断面の変形が抑制される。
従って、レールフロント４の車載機取付部４１ａに車載機が取り付けられ、ルーフパネル２及びレールフロント４に上下方向の力が作用した際に、レールフロント４の側面断面の変形を抑制して、車載機を的確に保持することができる。

また、各ビード６５の前端が、レールフロント４の前側フランジ４３の突出部４３ａにおける先端側の接合位置４３ｂよりも前方に位置していることから、補強部材６において比較的変形しやすい先端側の接合位置４３ｂ近傍での変形が抑制される。さらに、前側フランジ４３と補強部材６の３点の接合位置４３ｂ，４３ｃのうち、左右方向について中央側に位置する先端側の接合位置４３ｂを、最も外側に位置する２箇所の基端側の接合位置４３ｃよりも前方にずらすことによっても、補強部材６において比較的変形しやすい各接合位置４３ｂ，４３ｃ近傍での変形が抑制される。

また、補強部材６の主壁６１のレールフロント４への接合位置４３ｂ，４３ｃ，４５ｂの底壁からの高さが、前後方向一端側と他端側で略一致することから、補強部材６の主壁６１はレールフロント４の底壁４１と略平行となり、補強部材６の主壁６１がレールフロント４の底壁４１と非平行となる場合と比べて、補強部材６及びレールフロント４による断面形状を、より剛性の高いものとすることができる。本実施形態においては、図４に示すように、主壁６１における凹部６４の底部６４ｂが、レールフロント４の底壁４１と略平行となっている。

さらに、ブレース５の各縦壁５２と補強部材６の各縦壁部６４ａとが、レールフロント４の後端を跨いで一体に形成されていることから、ブレース５からの負荷がレールフロント４の後端へ伝達されることは殆どなく、レールフロント４の側面断面の変形を効果的に抑制することができる。また、補強部材６の縦壁部６４ａの前端が、各ビード６５の後端よりも前方に位置していることから、前後方向にわたって補強部材６の剛性を確保することができる。

尚、前記実施形態においては、各フロントピラー３の上端を連結するレールフロント４に本発明を適用したものを示したが、例えば、リアピラーの上端を連結するレールリアに本発明を適用することができ、車体上部における左右方向へ延びるレール部にブレース部の前後方向一端が接続される箇所に任意に適用することができる。また、レールフロント４の底壁４１に車載機取付部４１ａが形成されたものを示したが、レールフロント４に車載機が取り付けられないものであってもよい。

また、前記実施形態においては、レールフロント４の前側フランジ４３に突出部４３ａが、補強部材６の主壁６１と３箇所で接合されるものを示したが、２箇所以下、あるいは、４箇所以上で接合されるようにしてもよい。４箇所以上で接合される場合は、左右方向について中央側に位置する少なくとも１箇所の接合位置が、最も外側に位置する２箇所の接合位置よりも後方に配置されることが好ましい。

また、前記実施形態においては、主壁６１と前側フランジ４３との各接合位置４３ｂ，４３ｃと、主壁６１と後側フランジ４５との各接合位置４５ｂとを、底壁４１からの高さが略一致するよう構成したものを示したが、要求される剛性を確保することができるのならば、必ずしも一致させる必要はない。また、レールフロント４の前側フランジ４３に突出部４３ａや、補強部材６１の各ビード６５についても要求される剛性を確保することができるのならば、適宜省略することが可能である。

さらに、前記実施形態においては、補強部材６の主壁６１の各縦壁部６４ａがブレース５の各縦壁５２と連続的に形成されるものを示したが、補強部材６の主壁６１の後端側がレールフロント４の後側フランジ４５及びブレース５と接合され、前端側がレールフロント４の前側フランジ４３と接合することにより、必要な剛性が確保された場合は、各縦壁５２と連続的な各縦壁部６４ａを省略してもよい。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、上記に記載した実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。

２ ルーフパネル
４ レールフロント
５ ブレース
６ 補強部材
４１ 底壁
４１ａ 車載機取付部
４２ 前壁
４３ 前側フランジ
４３ａ 突出部
４３ｂ 接合位置
４３ｃ 接合位置
４４ 後壁
４５ 後側フランジ
４５ｂ 接合位置
５１ 主壁
５２ 側壁
５３ フランジ
６１ 主壁
６２ 側壁
６３ フランジ
６４ 凹部
６４ａ 縦壁部
６４ｂ 底部
６５ ビード

Claims (5)

1. ルーフパネルと、
   前記ルーフパネルの下方に配置され、左右方向へ延び、側面断面にて、略前後へ延びる底壁と、前記底壁の前後方向一方の端部から略上方へ延びる一端壁と、前記一端壁の上端から前後方向一方へ延びる一端側フランジと、前記底壁の前後方向他方の端部から略上方へ延びる他端壁と、前記他端壁の上端から前後方向他方へ延びる他端側フランジと、を有するレール部と、
   前記ルーフパネルの下方に配置され、前記レール部の前後方向他端側に接続され、前記レール部から前後方向他方へ延びるブレース部と、
   前記レール部における前記ブレース部との接続部分を補強する補強部材と、を備え、
   前記補強部材は、正面断面にて、略左右へ延びる主壁と、前記主壁の左右方向両端から略下方へ延びる左右一対の側壁と、前記各側壁の下端から略左右方向外側へ延びる左右一対のフランジと、を有し、
   前記補強部材の前記主壁は、前後方向一端側が前記レール部の前記一端側フランジに溶接接合され、前後方向他端側が前記レール部の前記他端側フランジ及び前記ブレース部の前後方向一端側と溶接接合され、
   前記補強部材の前記各フランジは、前記レール部の前記底壁と溶接接合され、
   前記ルーフパネルは、前記補強部材の前記主壁に接着される車両の上部車体構造。
2. 前記レール部の前記一端側フランジは、平面視で前後方向他方へ突出し前記補強部材の前記主壁と溶接接合される突出部を有し、
   前記補強部材の前記主壁は、前記突出部の所定の接合位置と左右方向一方及び他方に離隔して配置された前後方向へ延びる左右一対のビードを有し、
   前記各ビードは、前後方向一端が前記突出部の前記接合位置よりも前後方向一方に位置し、
   前記レール部の前記底壁は、前記補強部材の前記主壁の下方に形成された車載機器取付部を有する請求項１に記載の車両の上部車体構造。
3. 前記レール部の前記一端側フランジの前記突出部は、前記補強部材の前記主壁と３箇所以上で溶接接合され、
   前記レール部の前記一端側フランジの前記突出部と前記補強部材の前記主壁との接合位置のうち、左右方向について中央側に位置する少なくとも１箇所の接合位置が、最も外側に位置する２箇所の接合位置よりも前後方向他方に配置される請求項２に記載の車両の上部車体構造。
4. 前記ブレース部は、正面断面にて、略左右へ延びる主壁と、前記主壁の左右方向両端から略上方へ延びる左右一対の縦壁と、前記各縦壁の上端から略左右方向外側へ延びる左右一対のフランジと、を有し、
   前記補強部材の前記主壁は、前後方向へ延び左右一対の縦壁部と前記各縦壁部を接続する底部とを含む前後方向へ延びる凹部を有し、
   前記ブレース部の前記各縦壁と前記補強部材の前記各縦壁部とは、連続的に形成され、
   前記補強部材の前記縦壁部の前後方向一端は、前記各ビードの前後方向他端よりも前後方向一方に位置する請求項２または３に記載の車両の上部車体構造。
5. 左右方向の所定位置において、前記補強部材の前記主壁における前記レール部の前記一端側フランジとの接合位置と、前記補強部材の前記主壁における前記レール部の前記他端側フランジとの接合位置とは、前記レール部の前記底壁からの高さが略一致する請求項１から４のいずれか１項に記載の車両の上部車体構造。

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