JP4093025B2

JP4093025B2 - 車体上部構造

Info

Publication number: JP4093025B2
Application number: JP2002332798A
Authority: JP
Inventors: 匡史牧田; 勇一沖; パルチンモイ
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2002-11-15
Filing date: 2002-11-15
Publication date: 2008-05-28
Anticipated expiration: 2022-11-15
Also published as: JP2004168081A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は自動車の車体上部構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の自動車の車体上部構造として、ルーフ部の車幅方向両側部に車両前後方向に延在配置した左右一対のルーフサイドレールと、これらルーフサイドレールに直交して連結配置した前後複数の車幅方向ルーフレールとを、閉断面に成形した鋼材で構成して、車体ルーフ骨格部材の剛性の向上と衝突性能の向上とを図ったものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特表２０００−５０５３９５号公報（第２頁、第３図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、かかる従来の構造では、車両衝突時における前記ルーフ骨格部材全体への荷重分散を効率的に行わせるためには、各ルーフ骨格部材の肉厚の増加や補強材の追加等が必要となって、重量的におよびコスト的に不利となってしまうことは否めない。
【０００５】
そこで、本発明はルーフ骨格部材を適切に配設することによって、車体の軽量化に支障を来すことなく衝突荷重の分散効率を高められる車体上部構造を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の車体上部構造にあっては、ルーフ部の車幅方向両側部に車体前後方向に延在配置した左，右一対のルーフサイドレールを備えた車体上部構造において、前記左，右のルーフサイドレール間に、ルーフパネルとの共働で車体上部のねじれ荷重を分散させる荷重分散手段を設けたことを特徴としている。
【０００７】
【発明の効果】
本発明によれば、衝突荷重が入力された場合に、左，右一対のルーフサイドレール間に設けた荷重分散手段により衝突荷重を車体上部で効率良く分散でき、特に、衝突荷重が左右非対称に入力されて車体上部にねじれ変形力が作用した場合でも、前記荷重分散手段によりねじれ変形力をルーフ骨格部全体およびルーフパネルに分散して、車体上部のねじれ変形、ひいてはキャビンの変形を効果的に抑制することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面と共に詳述する。
【０００９】
図１〜図７は本発明の第１実施形態を示し、図１は車体全体の骨格構造を示す斜視図、図２は図１のＡ範囲部の拡大図、図３は図２のＢ−Ｂ線に沿った拡大断面図、図４は図２のＣ−Ｃ線に沿った拡大断面図、図５は車両衝突時の挙動を（ａ）〜（ｃ）によってそれぞれ示す説明図である。
【００１０】
図１に示すように車体１のフロントコンパートメントＦ・Ｃの車幅方向両側には、車体前後方向に延在した左右一対のフロントサイドメンバ２を備えており、また、キャビンＣの下面を隔成するフロアパネル３の車幅方向両側には、車体前後方向に延在した左右一対のサイドシル４を設けてあって、これら左右のサイドシル４，４に跨ってフロアクロスメンバ５を車幅方向に接合配置してある。
【００１１】
キャビンＣの上面を隔成するルーフパネル６の車幅方向両側には、車体前後方向に延在した左右一対のルーフサイドレール１２，１３を設けてある。
【００１２】
前記サイドシル４，４とルーフサイドレール１２，１３に上下方向に跨ってフロントピラー７，センターピラー８，およびリヤピラー９を、車体前側からこの順に連続配置してあり、これらサイドシル４，フロアクロスメンバ５，ルーフサイドレール１２，１３および各ピラー７〜９によってキャビン骨格を構成している。
【００１３】
前記左，右ルーフサイドレール１２，１３は、図２，図３に示すようにルーフサイドレールアウタ１２ａ，１３ａとルーフサイドレールインナ１２ｂ，１３ｂとを結合して閉断面として形成してある。
【００１４】
そして、前記左，右のルーフサイドレール１２，１３間に、ルーフパネル６（図３参照）との共働で車体上部のねじれ荷重を分散させる荷重分散手段を設けている。
【００１５】
本実施形態では左右のルーフサイドレール１２，１３のルーフサイドレールインナ１２ｂ，１３ｂの前後方向略中央部から車体後方部分を、車体後方に向かって車幅方向内方に漸次拡幅形成して、ルーフサイドレール１２，１３の閉断面積を車幅方向に増幅した断面増幅部分２０，２１を、車体後方が幅広となる三角形状に形成して前記荷重分散手段としており、これら断面増幅部分２０，２１は、図３に示すように周縁部をルーフパネル６に結合している。
【００１６】
断面増幅部分２０，２１は、図３に示すようにルーフパネル６の下方との間に所定間隔Ｓを設けてあり、これら断面増幅部分２０，２１の周縁部を立ち上げてフランジ２０ａ，２１ａを形成し、このフランジ２０ａ，２１ａをルーフパネル６にスポット溶接Ｗ１により結合して閉断面を形成している。
【００１７】
また、左，右ルーフサイドレール１２，１３の断面増幅部分２０，２１は、それぞれの後端部となる車幅方向の最大増幅部分２０ｂ，２１ｂは互いに近接して配置し、左，右のルーフサイドレール１２，１３間で連続性を持たせてある。
【００１８】
更に、この実施形態では左，右のルーフサイドレール１２，１３の前端部間および中央部間に跨って、フロントルーフボウ３０およびセンタールーフボウ３１を車幅方向に結合してある。
【００１９】
以上の第１実施形態の車体上部構造にあっては、左，右のルーフサイドレール１２，１３に車体後方に向かって漸次車幅方向内方に閉断面積が増幅する断面増幅部分２０，２１を形成し、これら断面増幅部分２０，２１をルーフパネル６に結合したことにより、図５に示すように車両Ｍが衝突した場合に、この衝突荷重を車体上部に効率良く分散することができる。
【００２０】
即ち、図５（ａ）に示すように車両Ｍが前面衝突すると、一般的にピッチングが発生して前のめり状態となるが、これが同図（ｂ）に示すように車幅方向片側（この場合右側）が衝突するオフセット衝突である場合は、同図（ｃ）に示すように衝突した側のルーフサイドレール１３のみが前のめりになるように変形するため、ルーフ部分１１にねじれ変形が発生することになる。
【００２１】
ところが、この実施形態では前記断面増幅部分２０，２１を設け、この断面増幅部分２０，２１の周縁部をルーフパネル６に結合してあることによりルーフ剛性が著しく高められ、ルーフ部分に作用したねじれ変形力を断面増幅部分２０，２１およびルーフパネル６を介してルーフ部全体にほぼ均等に分散することができる。
【００２２】
このため、ルーフ部分の大幅な重量増加を伴うことなく、このルーフ部分のねじれ変形を効果的に抑制することができ、ひいては、キャビンＣの変形を抑制することができる。
【００２３】
図６，図７は第１実施形態の第１変形例を示し、第１実施形態と同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を省略して述べる。
【００２４】
図６は図２に対応した断面増幅部分の拡大図、図７は図６のＤ−Ｄ線に沿った拡大断面図で、この第１変形例は図６に示すように、断面増幅部分２０，２１に多数の透孔４０を形成してある。
【００２５】
透孔４０は、図７に示すようにパンチングした反対側にバーリング４０ａを突設して、このバーリング４０ａによって透孔４０を形成したことによる断面増幅部分２０，２１の剛性低下を防止している。
【００２６】
従って、この第１変形例によれば、ルーフ部分のねじれ変形の抑制効果を維持しつつ、更なる軽量化を達成することができる。
【００２７】
図８は第１実施形態の第２変形例を示し、第１実施形態と同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を省略して述べる。
【００２８】
図８は図２に対応した断面増幅部分の拡大図で、この第２変形例は断面増幅部分２０，２１に部分的に凹設した多数のエンボス４１を形成している。
【００２９】
従って、この第２変形例によれば、エンボス４１によって断面増幅部分２０，２１の面剛性を高めることができるため、重量増加を伴うことなくねじれ変形の抑制効果を更に高めることができる。
【００３０】
図９〜図１１は本発明の第２実施形態を示し、前記第１実施形態と同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を省略して述べる。
【００３１】
図９は車体全体の骨格構造を示す斜視図、図１０は図９のＥ範囲部の拡大図、図１１は図１０のＦ−Ｆ線に沿った拡大断面図である。
【００３２】
この第２実施形態にあっては、左，右のルーフサイドレール１２，１３間に跨って車幅方向に延在配置したフロントルーフボウ３０，センタールーフボウ３１およびリアルーフボウ３２を、車体前後方向に所定間隔を設けて配置し、各ルーフボウ３０，３１，３２の両端部を第１支持部材５０を介して左，右のルーフサイドレール１２，１３に結合するとともに、中央部を第２支持部材５１を介してルーフパネル６に結合することにより荷重分散手段を構成している。
【００３３】
各ルーフボウ３０，３１，３２は、図１１に示すように矩形状の閉断面をもって長さ方向に略均一な断面形状となる棒状に形成してあり、フロントルーフボウ３０を左，右のルーフサイドレール１２，１３の前端部間に配置するとともに、センタールーフボウ３１を左，右のルーフサイドレール１２，１３の中間部間に配置し、かつ、リアルーフボウ３２を左，右のルーフサイドレール１２，１３の後端部間に配置してある。
【００３４】
第１支持部材５０は、図１１に示すように左，右のルーフサイドレール１２，１３の長さ方向に沿って断面コ字状のブラケット５０ａを設け、このブラケット５０ａの開放側端部を左，右のルーフサイドレール１２，１３のルーフサイドレールインナ１２ｂ，１３ｂに結合して閉断面に構成してある。
【００３５】
そして、各ルーフボウ３０，３１，３２の端面を前記ルーフサイドレールインナ１２ｂ，１３ｂに付き合わせた状態で、各ルーフボウ３０，３１，３２の端部を第１支持部材５０の上面に載置して溶接Ｗ２している。
【００３６】
また、前記第２支持部材５１は、図１１に示すように略ハット形断面のブラケット５１ａの上端部のフランジ５１ｂをルーフパネル６にスポット溶接Ｗ３して閉断面に構成し、ブラケット５１ａの底部５１ｃを各ルーフボウ３０，３１，３２の上面にスポット溶接Ｗ４している。
【００３７】
従って、この第２実施形態にあっては、左，右のルーフサイドレール１２，１３間にフロントルーフボウ３０，センタールーフボウ３１およびリアルーフボウ３２を車体前後方向に所定間隔を設けて配置し、各ルーフボウ３０，３１，３２の両端部を第１支持部材５０を介して左，右のルーフサイドレール１２，１３に結合するとともに、中央部を第２支持部材５１を介してルーフパネル６に結合したので、衝突によりルーフ部分にねじれ変形力が作用した場合に、このねじれ変形力を各ルーフボウ３０，３１，３２およびルーフパネル６を介してルーフ部全体にほぼ均等に分散することができて、前記第１実施形態と同様にルーフ部分の大幅な重量増加を伴うことなく、このルーフ部分のねじれ変形を効果的に抑制してキャビンＣの変形を抑制することができる。
【００３８】
ところで、この実施形態では左，右のルーフサイドレール１２，１３間に３本のルーフボウ３０，３１，３２を設けた場合を開示したが、これに限ることなく所定間隔を設けて２本のルーフボウ、特に、間隔を大きく隔てたフロントルーフボウ３０とリアルーフボウ３２を設ければ足りる。
【００３９】
また、この第２実施形態では前記第１実施形態の第１変形例に示したように、各ルーフボウ３０，３１，３２に透孔を形成して軽量化することもでき、また、第１実施形態の第２変形例に示したようにエンボスを形成してもよい。
【００４０】
図１２，図１３は本発明の第３実施形態を示し、前記第１，第２実施形態と同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を省略して述べる。
【００４１】
図１２は車体全体の骨格構造を示す斜視図、図１３は図１２のＧ−Ｇ線に沿った拡大断面図である。
【００４２】
この第３実施形態にあっては、図１２に示すように左，右のルーフサイドレール１２，１３間に、２本のクロスメンバ３３，３４を、ルーフサイドレール１２，１３の車幅方向略中央部で平面Ｘ字状に交差（交差部３５）して配置し、それぞれの両端部を第３支持部材５２を介して左，右のルーフサイドレール１２，１３に結合し、前記交差部３５を第４支持部材５３を介してルーフパネル６に結合することにより荷重分散手段を構成している。
【００４３】
各クロスメンバ３３，３４は、図１２，図１３に示すように矩形状の閉断面をもって長さ方向に略均一な断面形状となる棒状に形成してあり、これらクロスメンバ３３，３４は、それぞれの交差部３５で相手部材を重ね合わせる側に凹設部３３ａ，３４ａを形成して、これら凹設部３３ａ，３４ａ同士をスポット溶接Ｗ５してある。
【００４４】
また、各クロスメンバ３３，３４は、左，右のルーフサイドレール１２，１３とフロントルーフボウ３０およびリアルーフボウ３２とで囲まれる略矩形状部分の対角線を成す。
【００４５】
第３支持部材５２は、図３に示すように前記第２実施形態の第１支持部材５０と同様に、断面コ字状のブラケット５２ａの開放側端部を左，右ルーフサイドレール１２，１３のルーフサイドレールインナ１２ｂ，１３ｂに結合して閉断面に構成してあり、この第３支持部材５２の上面にルーフクロスボウ３３，３４の両端部を載置して溶接Ｗ６している。
【００４６】
第４支持部材５３は、図１２に示すように前記クロスメンバ３３，３４の交差部３５に位置して、左，右のルーフサイドレール１２，１３の略中央部間に跨って配置され、図１３に示すように略ハット形断面のブラケット５３ａの上端部に形成したフランジ５３ｂをルーフパネル６にスポット溶接Ｗ７して閉断面に構成してあり、ブラケット５３ａの底部５３ｃを前記交差部３５にスポット溶接Ｗ８している。
【００４７】
従って、この第３実施形態にあっては、左，右のルーフサイドレール１２，１３間に、平面Ｘ字状に交差した２本のクロスメンバ３３，３４を配置し、それぞれの両端部を第３支持部材５２を介して左，右のルーフサイドレール１２，１３に結合するとともに、前記交差部３５を第４支持部材５３を介してルーフパネル６に結合したので、衝突によりルーフ部分にねじれ変形力が作用した場合に、このねじれ変形力をクロスメンバ３３，３４をおよびルーフパネル６を介してルーフ部全体に分散することができて、ルーフ部分の大幅な重量増加を伴うことなく、このルーフ部分のねじれ変形を効果的に抑制してキャビンＣの変形を抑制することができる。
【００４８】
更に、この第３実施形態では互いに交差したクロスメンバ３３，３４によって、片側のルーフサイドレール１２又は１３に入力した衝突荷重を反対側のルーフサイドレール１３又は１２に効率よく荷重伝達できて、より一層荷重の分散伝達効果を高めることができる。
【００４９】
また、この第３実施形態にあっても、クロスメンバ３３，３４に透孔を形成することにより軽量化することもでき、また、エンボスを形成することにより剛性を更に増大することができる。
【００５０】
ところで、本発明の車体上部の骨格構造は前記第１〜第３実施形態に例をとって説明したが、これら実施形態に限ることなく本発明の要旨を逸脱しない範囲でその他の各種実施形態を採ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態における車体全体の骨格構造を示す斜視図。
【図２】図１のＡ範囲部の拡大図。
【図３】図２のＢ−Ｂ線に沿った拡大断面図。
【図４】図２のＣ−Ｃ線に沿った拡大断面図。
【図５】車両衝突時の挙動を（ａ）〜（ｃ）によってそれぞれ示す説明図。
【図６】本発明の第１実施形態における第１変形例を示す断面増幅部分の拡大図。
【図７】図６のＤ−Ｄ線に沿った拡大断面図。
【図８】本発明の第１実施形態における第２変形例を示す断面増幅部分の拡大図。
【図９】本発明の第２実施形態における車体全体の骨格構造を示す斜視図。
【図１０】図９のＥ範囲部の拡大図。
【図１１】図１０のＦ−Ｆ線に沿った拡大断面図。
【図１２】本発明の第３実施形態における車体全体の骨格構造を示す斜視図。
【図１３】図１２のＧ−Ｇ線に沿った拡大断面図。
【符号の説明】
１２，１３ルーフサイドレール
１７ルーフパネル
２０，２１断面増幅部分（荷重分散手段）
３０，３１，３２ルーフボウ（荷重分散手段）
３３，３４クロスメンバ（荷重分散手段）
３５交差部
５０第１支持部材
５１第２支持部材
５２第３支持部材
５３第４支持部材

Claims

ルーフ部の車幅方向両側部に車体前後方向に延在配置した左，右一対のルーフサイドレールを備えた車体上部構造において、
前記左，右のルーフサイドレール間に、ルーフパネルとの共働で車体上部のねじれ荷重を分散させる荷重分散手段を設け、
荷重分散手段は、前記左，右のルーフサイドレールの閉断面積を車体後方に向かって車幅方向内方に漸次増幅してルーフパネルに結合した断面増幅部分であることを特徴とする車体上部構造。