JP4256858B2 - 車体の窓枠構造 - Google Patents

Description

本発明は、車体の窓枠構造に関するものである。

従来、車体の窓枠構造として、リヤサスペンションから車体に入力される荷重を効率良く分散させるために、車体側部の後方上部にあるサイドウインド（例えばセダンでは三角窓）の下に、閉断面状（筒状）のサイドフレームを設ける構造が知られている（特許文献１参照）。この構造によれば、リヤサスペンションから入力される荷重が、サイドウインドの後方上部に配設される閉断面状のリアピラーと、前記したサイドフレームと、リヤホイールハウスパネルの３つの経路を介して、サイドウインドの前方において上下に延在する閉断面状のクオータピラーに伝達されて、車体全体に分散されるようになっている。なお、このクオータピラー内には、その内部にさらに閉断面を構成するための補強パネルが設けられており、これによりクオータピラーの剛性が高められている。

特開平１１−２９１９４７号公報（段落００１１、図１，５）

ところで、前記した従来の構造では、閉断面状のサイドフレームが、補強パネルとは接続しておらず、単にクオータピラー内の空間に開口するように、クオータピラーに接続されるので、このクオータピラーとサイドフレームとの接続部が空洞となり、その部分の車幅方向における剛性が弱くなるといった問題があった。

そこで、本発明では、クオータピラーとサイドフレームとの接続部の剛性を、車幅方向において強くすることができる車体の窓枠構造を提供することを目的とする。

前記課題を解決する本発明のうち請求項１に記載の発明は、窓枠の一辺を形成する閉断面状の第１フレームと、前記窓枠の一辺に交差する辺を形成する閉断面状の第２フレームとが接続される車体の窓枠構造であって、前記２つのフレームのうちの一方のフレームを構成する一部の壁を、他方のフレームの閉断面内に向けて延ばすことで、前記一部の壁にバルクヘッドの機能を持たせて、前記フレームの外壁を支持したことを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、例えば第２フレームの外壁が、第１フレームの一部の壁によって支持されることで、その支持された部分の剛性は、車両の外側から内側に向かう方向において強くなる。そのため、この構造を車両の側部後方のサイドウインド周りの構造に採用することで、クオータピラーとサイドフレームとの接続部の剛性を、車幅方向において強くすることができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の車体の窓枠構造であって、前記第１フレームには、前記第２フレームを接続させるための接続部が、前記第２フレーム側に延設され、前記接続部の壁のうち前記窓に沿った方向で対向する２つの壁の一方が、他方に近づくように形成されるとともに、前記第２フレームの一部が、前記接続部の根元近傍まで延設されることで、前記接続部の一方の壁によって、前記外壁が支持されることを特徴とする。

請求項２に記載の発明によれば、第１フレームの接続部の一方の壁によって、例えば第２フレームの外壁が支持されることで、その支持された部分の剛性は、車両の外側から内側に向かう方向において強くなる。そのため、この構造を車両の側部後方のサイドウインド周りの構造に採用することで、クオータピラーとサイドフレームとの接続部の剛性を、車幅方向において強くすることができる。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の車体の窓枠構造であって、前記接続部の一方の壁は、窓側の壁であり、前記第２フレームの窓側の壁が、前記接続部の根元近傍まで延設されることを特徴とする。

請求項３に記載の発明によれば、接続部の窓側の壁がその反対側の壁に寄せられるとともに、第２フレームの窓側の壁が接続部の根元近傍まで延設されるので、窓の隅部が、第１フレームの側壁（接続部が形成されている壁）と第２フレームの窓側の壁とによって略直角に形成される。すなわち、第１フレームに形成される接続部の根元部は成形条件等によりＲを大きくしなければならず、その結果窓の隅が隠されて窓の開口面積が小さくなるが、この構造によれば、窓の隅部が略直角に形成されて、窓の開口面積を大きくすることができる。

請求項１または請求項２に記載の発明によれば、例えば第２フレームの外壁を第１フレームの一部で支持させるような構造をサイドウインド周りの構造に採用することで、クオータピラーとサイドフレームとの接続部の剛性を、車幅方向において強くすることができる。

請求項３に記載の発明によれば、窓の隅部が、第１フレームの側壁と第２フレームの窓側の壁とによって略直角に形成されるので、窓の開口面積を大きくすることができる。

次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。参照する図面において、図１は本発明に係る車体の窓枠構造をサイドウインド周りの構造に採用した車体を示す全体斜視図であり、図２は図１のサイドウインドの前下部の構造を下側から見上げた拡大斜視図である。また、図３は、図２のＡ−Ａ断面図（ａ）と、図２のＢ−Ｂ断面図（ｂ）と、図２のＣ−Ｃ断面図（ｃ）と、図２のＤ−Ｄ断面図（ｄ）である。さらに、図４はクオータピラーインナを示す分解拡大図（ａ）と、クオータピラースティフナを示す分解拡大図（ｂ）であり、図５はクオータメンバインナを示す分解拡大図（ａ）と、クオータメンバスティフナを示す分解拡大図（ｂ）である。

図１に示すように、車両ＣＡの側部には、その後方上部に略四角形状のサイドウインドＳＷを設置するためのサイドウインド開口（窓）ＷＭが形成されている。以下に、このサイドウインド開口ＷＭ周りの構造、詳しくはサイドウインド開口ＷＭの前下部ＦＬの構造（アウターパネルを除いた構造）について説明する。

図２および図３に示すように、サイドウインド開口ＷＭの前下部の構造は、サイドウインド開口ＷＭの前側に配設されて車両上下方向に延びる閉断面状のクオータピラー（第１フレーム）１と、サイドウインド開口ＷＭの下側に配設されて車両前後方向に延びる閉断面状のサイドフレーム（第２フレーム）５とで構成されている。

クオータピラー１は、車幅方向における内側（図の奥側）に配設されるクオータピラーインナ２と、外側（図の手前側）に配設されるクオータピラースティフナ３とを備えて構成されている（図３（ａ），（ｂ）参照）。

クオータピラーインナ２は、図４（ａ）に示すように、車幅方向内側に位置する内側平板部２１と、この内側平板部２１の上側の端縁から車幅方向外側に立ち上がる立ち壁部２２と、この立ち壁部２２の端縁から上方または後方へ延びるフランジ部２３とを備えて構成されている。内側平板部２１は、車両ＣＡの略上下方向に沿って形成される基部２１ａと、この基部２１ａの適所から後方へ延出するように形成される延出部（接続部）２１ｂとを有している。そして、この基部２１ａと延出部２１ｂで形成される隅部Ｃ１，Ｃ２は、Ｒ形状となるように形成されている。ここで、上側の隅部Ｃ１のＲ形状は、立ち壁部２２を形成する関係上、緩やかに形成されている。

クオータピラースティフナ３は、図４（ｂ）に示すように、車幅方向外側に位置する外側平板部３１と、この外側平板部３１の下側の端縁から車幅方向内側に立ち上がる立ち壁部３２と、この立ち壁部３２の端縁から下方または後方に延びるフランジ部３３とを備えて構成されている。外側平板部３１は、車両ＣＡの略上下方向に沿って形成される基部３１ａと、この基部３１ａの適所から後方へ延出するように形成される延出部（接続部）３１ｂとを有している。そして、この基部３１ａと延出部３１ｂで形成される隅部Ｃ３，Ｃ４は、その下側の隅部Ｃ４が緩やかなＲ形状として形成され、その上側の隅部Ｃ３が前記したクオータピラーインナ２の上側の隅部Ｃ１よりも小さなＲ形状で形成されている。なお、この理由は、後で詳細に説明することとする。また、延出部３１ｂは、前記したクオータピラーインナ２の延出部２１ｂの幅（上下方向の幅）よりも大きな幅で形成されている。

そして、以上のように構成されるクオータピラーインナ２のフランジ部２３をクオータピラースティフナ３の外側平板部３１にスポット溶接によって接合するとともに、クオータピラースティフナ３のフランジ部３３をクオータピラーインナ２の内側平板部２１にスポット溶接によって接合することで、閉断面状のクオータピラー１（図２参照）が形成されることとなる。なお、前記したように各延出部２１ｂ，３１ｂの幅を異なる大きさとすることで、クオータピラー１を組み立てた後には、クオータピラーインナ２の立ち壁部２２（立ち壁部２２のうち延出部２１ｂに対応する部分；以下、「上壁２２ａ」ともいう。）が、クオータピラースティフナ３の立ち壁部３２（立ち壁部３２のうち延出部３１ｂに対応する部分;以下、「下壁３２ａ」ともいう。）側に寄せられるようになっている。具体的には、上壁２２ａの後端部が最も下壁３２ａに近づいており、そこから上壁２２ａがクオータピラースティフナ３の延出部３１ｂの略対角線上に沿うように形成されるようになっている（図２参照）。

図２に示すように、サイドフレーム５は、車幅方向における内側に配設される断面視略Ｌ字状のクオータメンバインナ６と、外側に配設される断面視略Ｌ字状のクオータメンバスティフナ７とを備えて構成されている。

クオータメンバインナ６は、図５（ａ）に示すように、車幅方向内側に位置する内側平板部６１と、この内側平板部６１の上端から車幅方向外側に立ち上がる立ち壁部６２と、この立ち壁部６２の端縁から上方へ延びるフランジ部６３とを備えて構成されている。

クオータメンバスティフナ７は、図５（ｂ）に示すように、車幅方向外側に位置する外側平板部７１と、この外側平板部７１の下端から車幅方向内側に立ち上がる立ち壁部７２と、この立ち壁部７２の端縁から下方に延びるフランジ部７３とを備えて構成されている。また、このクオータメンバスティフナ７は、前記したクオータメンバインナ６よりも短く形成されており、これにより、図２に示すように、クオータメンバスティフナ７とクオータメンバインナ６を組み合わせたときに、クオータメンバスティフナ７の前端からクオータメンバインナ６が突出するようになっている。なお、本実施形態では、クオータメンバスティフナ７の長さをクオータメンバインナ６よりも短くすることで、クオータメンバスティフナ７の前端からクオータメンバインナ６を突出させたが、本発明はこれに限定されず、例えば両者を同じ長さとし、これらを前後にずらして接合することで、クオータメンバスティフナ７の前端からクオータメンバインナ６を突出させてもよい。

そして、以上のように構成されるクオータメンバインナ６とクオータメンバスティフナ７は、図２および図３（ｄ）に示すように、クオータピラー１の延出部２１ｂ，３１ｂを挟み込むようにして配設され、その適所をスポット溶接することで接合される。具体的には、クオータメンバインナ６は、その前端がクオータピラーインナ２の延出部２１ｂの根元近傍に位置するように配設されて接合されるとともに、クオータメンバスティフナ７は、その前端部がクオータピラースティフナ３の延出部３１ｂの先端部に位置するように配設されて接合されている。これにより、図３（ｃ）に示すように、車幅方向（窓に略直交する方向）で対向する一対の壁（クオータメンバインナ６の内側平板部６１とクオータピラースティフナ３の外側平板部３１）、特に外壁となるクオータピラースティフナ３の外側平板部３１が、クオータピラーインナ２の上壁２２ａによって車幅方向において支持されるようになっている。

さらに、図２に示すように、クオータメンバインナ６の前端がクオータピラーインナ２の延出部２１ｂの根元近傍まで延びることによって、このクオータメンバインナ６とクオータピラーインナ２とによって形成されるサイドウインド開口ＷＭの隅部が、略直角に形成されるようになっている。そのため、クオータピラースティフナ３の上側のＲ形状部（隅部Ｃ３；図４参照）を小さなＲ（半径）で形成することができ、サイドウインド開口ＷＭの面積の増加を図ることが可能となっている。ちなみに、クオータピラーインナ２の上壁２２ａ（立ち壁２２）はクオータメンバインナ６の立ち壁部６２と滑らかに繋がるように形成するのが一般的な接合方法であるが、この方法では、前記したようにクオータピラーインナ２の立ち壁部２２を良好に形成するためにクオータピラーインナ２の上側の隅部Ｃ１のＲ形状を緩やかにする関係上、これに合わせてクオータピラースティフナ３の上側の隅部Ｃ３のＲ形状も緩やかにする必要があるため、サイドウインド開口ＷＭの隅部が緩やかなＲ形状によって侵食されて、その面積は小さくなる。これに対し、本実施形態のような構造では、上壁２２ａを下げることで、その緩やかなＲ形状部の位置を下側にずらし、このようにずらしたＲ形状部の上端部（略上下方向に沿った部分）とクオータメンバインナ６の上端縁とによって、サイドウインド開口ＷＭの隅部が略直角に形成されるので、クオータピラースティフナ３のＲ形状を小さくすることができ、その開口面積を大きくすることができる。

以上によれば、本実施形態において、次のような効果を得ることができる。
車幅方向で対向するクオータメンバインナ６の内側平板部６１とクオータピラースティフナ３の外側平板部３１が、クオータピラーインナ２の上壁２２ａによって車幅方向において支持されるので、クオータピラー１とサイドフレーム５との接続部の剛性を、車幅方向において強くすることができる。なお、クオータピラー１とサイドフレーム５との接合部の車幅方向の剛性を高めるには、その接合部の閉断面内にバルクヘッド（車幅方向で対向する壁を支持する別部材）を設けることも考えられるが、本実施形態の構造では、クオータピラー１の一部がバルクヘッドの代わりになるため、部品点数を削減できるといった効果も奏することとなる。

サイドウインド開口ＷＭの隅部が略直角に形成されることによって、サイドウインド開口ＷＭの面積を大きくすることができるので、後部座席側に多くの光を取り込んで、車内を明るい快適な環境とすることができる。

なお、本発明は、前記実施形態に限定されることなく、様々な形態で実施される。
前記実施形態では、クオータピラー１の一部で、車幅方向に対向する一対の壁（クオータピラースティフナ３とクオータメンバインナ６）を支持するように構成したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図６（ａ）〜（ｃ）に示すように、サイドフレーム５の一部（クオータメンバスティフナ７）で、車幅方向に対向する一対の壁（クオータピラースティフナ３とクオータピラーインナ２）、特に外壁であるクオータピラースティフナ３を支持するように構成してもよい。具体的には、前記実施形態に係るクオータピラーインナ２の上壁２２ａを上側へずらして、クオータメンバインナ６と合致させる。また、クオータメンバインナ６の前端を前記実施形態の構造よりも後方へずらしてクオータピラー１の延出部２１ｂの先端部と接合させるとともに、クオータメンバスティフナ７の前端を延出部２１ｂの根元近傍まで延ばしつつ、その立ち壁部７２を延出部２１ｂの略対角線上に位置するような曲面状に形成する。このように構成したとしても、クオータメンバスティフナ７の立ち壁部７２によって、クオータピラーインナ２とクオータピラースティフナ３（特に外壁であるクオータピラースティフナ３）が車幅方向において支持されるので、その剛性を車幅方向において強くすることができる。ただし、この図６の構造では、サイドウインド開口ＷＭの隅部が緩やかなＲ形状部によって侵食されてしまうので、前記した実施形態のような構造を採用するのが望ましい。

前記実施形態では、本発明の車体の窓枠構造をサイドウインド周りの構造に適用したが、本発明はこれに限定されず、例えばフロント側の三角窓やドアの窓周りの構造などに適用してもよい。さらに、前記実施形態のようにサイドウインドの前下部の構造だけでなく、前上部、後下部または後上部に本発明を適用してもよい。

本発明に係る車体の窓枠構造をサイドウインド周りの構造に採用した車体を示す全体斜視図である。 図１のサイドウインドの前下部の構造を下側から見上げた拡大斜視図である。 図２のＡ−Ａ断面図（ａ）と、図２のＢ−Ｂ断面図（ｂ）と、図２のＣ−Ｃ断面図（ｃ）と、図２のＤ−Ｄ断面図（ｄ）である。 クオータピラーインナを示す分解拡大図（ａ）と、クオータピラースティフナを示す分解拡大図（ｂ）である。 クオータメンバインナを示す分解拡大図（ａ）と、クオータメンバスティフナを示す分解拡大図（ｂ）である。 他の実施形態に係る車体の窓枠構造を示す図であり、サイドウインドの前下部の構造を下側から見上げた拡大斜視図（ａ）と、図６（ａ）のＥ−Ｅ断面図（ｂ）と、図６（ａ）のＦ−Ｆ断面図（ｃ）である。

符号の説明

１ クオータピラー（第１フレーム）
２ クオータピラーインナ
２１ 内側平板部
２１ａ 基部
２１ｂ 延出部（接続部）
２２ 立ち壁部
２２ａ 上壁
２３ フランジ部
３ クオータピラースティフナ
３１ 外側平板部
３１ａ 基部
３１ｂ 延出部（接続部）
３２ 壁部
３２ａ 下壁
３３ フランジ部
５ サイドフレーム（第２フレーム）
６ クオータメンバインナ
６１ 内側平板部
６２ 立ち壁部
６３ フランジ部
７ クオータメンバスティフナ
７１ 外側平板部
７２ 壁部
７３ フランジ部
ＣＡ 車両
ＷＭ サイドウインド開口（窓）

Claims (3)

1. 窓枠の一辺を形成する閉断面状の第１フレームと、前記窓枠の一辺に交差する辺を形成する閉断面状の第２フレームとが接続される車体の窓枠構造であって、
   前記２つのフレームのうちの一方のフレームを構成する一部の壁を、他方のフレームの閉断面内に向けて延ばすことで、前記一部の壁にバルクヘッドの機能を持たせて、前記フレームの外壁を支持したことを特徴とする車体の窓枠構造。
2. 前記第１フレームには、前記第２フレームを接続させるための接続部が、前記第２フレーム側に延設され、
   前記接続部の壁のうち前記窓に沿った方向で対向する２つの壁の一方が、他方に近づくように形成されるとともに、前記第２フレームの一部が、前記接続部の根元近傍まで延設されることで、
   前記接続部の一方の壁によって、前記外壁が支持されることを特徴とする請求項１に記載の車体の窓枠構造。
3. 前記接続部の一方の壁は、窓側の壁であり、
   前記第２フレームの窓側の壁が、前記接続部の根元近傍まで延設されることを特徴とする請求項２に記載の車体の窓枠構造。

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