JP4661352B2 - 車両のルーフサイドレールと中間ピラーの連結部構造 - Google Patents

Description

本発明は、車両のルーフサイドレールの中間位置と中間ピラーの上端との連結部の構造に関する。

図７、図８に示すように、従来、自動車のルーフサイドレール１の中間部と、ドア開口Ｄおよびクォータウィンドウ開口Ｑとの間に位置する中間ピラー２の上端との連結部は、外板１０と内板１１とで中空断面構造をなし前後方向に延在するルーフサイドレール１と、外板２０と内板２１とで中空断面構造をなし上下方向に延在する中間ピラー２の上端とが、両者の中空断面が互いに連通するほぼＴ字状に形成してあり、両者の連結部の内部には補強板３が内設されている。補強板３はほぼＴ字状の金属板で、前後方向に長い上端の横辺３ａがルーフサイドレール１の中空断面を車幅方向に仕切るように配置され、上下方向に長い縦辺３ｂが中間ピラー２の中空断面を車幅方向に仕切るように設置されている。

ところで車両の側面衝突時等により中間ピラー２に側方から外力が作用すると上記連結部から座屈変形して中間ピラー２が車内側へ変形移動するおそれがある。このため上記連結部の補強板３を板厚の厚い金属板で構成して上記外力に対する連結部の剛性を強化することが行われるが、補強板３の板厚を厚くする分、重量増加やコスト増加といった問題があった。

またルーフサイドレールと中間ピラーの連結部の他の補強構造として、下記特許文献１に記載されたように、上記連結部に内設した補強部材の上部にルーフサイドレールを貫通してルーフパネルの内面側へ突出すると突出部を設けて、該突出部をルーフパネルの内面に沿って車幅方向に延びるルーフボウの端部と結合し、突出部とルーフボウの端部との結合部で閉じ断面を形成するとともに、上記補強部材の中央部にルーフサイドレールおよびピラーの内板側に膨出する膨出部を設けてルーフサイドレールとピラーの連結部の車室側の断面係数を大きくして側面衝突時の上記連結部の変形を抑制することが提案されている。しかしながら、補強部材および連結部の構造が複雑となる。

また図７、図９に示すように、中空断面構造をなすルーフサイドレール１や中間ピラー２には一般に、中空断面内の透過音を防止するため所定の位置に発泡材５を充填することが行われる。これはルーフサイドレール１や中間ピラー２の内面に、発泡前のシート状の発泡材料５０を貼着しておき、車体塗装後の乾燥工程等により熱発泡させて充填させるようにしている（例えば、特許文献２参照。）。しかしながら、ルーフサイドレール１では外板１０の内面に発泡材料５０を貼着して発泡させているが内板１１側の断面形状が一定でないので充填の隙間Ｓが発生しやすく、隙間Ｓをなくすために多め発泡材料５０を用いる必要があるので不経済である。また補強板３で仕切られた中間ピラー２内では、外板２０と補強板３との中空断面内および内板２１と補強板３との中空断面内にそれぞれ別々に発泡材５を充填しなければならず作業手間がかかるといった問題があった。
特開平９−７６９３７号公報 特開平７−１１７７１３号公報

そこで本発明は上記事情に鑑み、車両の側面衝突時等によりルーフサイドレールと中間ピラーとの連結部に作用する外力に対して剛性の高い連結部構造を、構造簡素かつ重量の増加なく実現でき、更に透過音防止用の発泡材の充填を経済的かつ作業性良好にできる車両のルーフサイドレールと中間ピラーの連結部構造を提供することを課題として成されたものである。

本発明は、外板と内板とで中空断面構造をなし前後方向に延在する車両のルーフサイドレールの中間部と、外板と内板とで中空断面構造をなし上下方向に延在する中間ピラーの上端とを、両者の中空断面が互いにほぼＴ字状に連通するように連結し、該連結部の内部に、ルーフサイドレールの中空断面を車幅方向に仕切るとともに、中間ピラーの中空断面を車幅方向に仕切るほぼＴ字状の１枚板からなる補強板を、その周縁をこれと対応するルーフサイドレールの内外板の合わせフランジの結合部および中間ピラーの内外板の合わせフランジの結合部と一体に結合させて内設した車両のルーフサイドレールと中間ピラーの連結部構造であって、ルーフサイドレールの内外板の下縁の合わせフランジの結合部は、中間ピラーよりも前方の結合部の位置を後方の結合部の位置よりも車幅方向車内側に位置させ、中間ピラーは、上記前方の結合部に連なる内外板の前縁の合わせフランジの結合部の位置を上記後方の結合部に連なる後縁の合わせフランジの結合部の位置よりも車幅方向車内側に位置させた車両において、
上記補強板には、その前後方向中間位置に、ルーフサイドレール側から中間ピラー側へと上下方向に連続して延び、補強板の前半部を後半部よりも車幅方向車内側位置として上記連結部内を車幅方向に横切る断面ほぼＺ字状の中間段差部を形成し、
上記補強板は、上記前半部を、ルーフサイドレール内ではルーフサイドレールの内板に沿い、中間ピラー内では中間ピラーの内板に沿って設置し、上記後半部を、ルーフサイドレール内ではルーフサイドレールの外板に沿い、中間ピラー内では中間ピラーの外板に沿って設置して、
上記中間段差部により上記連結部内を前後方向に仕切るバルクヘッドを構成し、
ルーフサイドレールと中間ピラー上端との境界位置には、上記補強板の前半部と上記中間段差部との間を架けわたし、中間ピラーの前半部の中空断面上端を閉じる別体の補助バルクヘッドを設置する（請求項１）。

補強板の中間段差部により側面衝突時等の外力に対する抗力が発揮され上記外力に対する連結部の剛性が高くできる。また補強板は板厚を上げることなく中間に段差部を設けるのみの簡素な構造ですむ。更に、別体の補助バルクヘッドによりルーフサイドレールと中間ピラーとの内部を仕切ることで、補助バルクヘッドにより側面衝突時等の外力に対する連結部の剛性が一層高くできる。

上記補強板の中間段差部の車外側の端縁とルーフサイドレールの外板との間に充填してこれらの隙間を塞ぐ第１の発泡材と、上記別体の補助バルクヘッドと中間ピラーの外板との間に充填してこれらの隙間を塞ぐ第２の発泡材とを一体に設ける（請求項２）。ルーフサイドレールおよび中間ピラーの内部を仕切る各バルクヘッドと併用して透過音防止用の発泡材を充填するようにしたので、発泡材が少なくてすみ経済的で作業手間もかからない。

本発明によれば、車両のルーフサイドレールと中間ピラーとの連結部を、構造簡素かつ重量の増加なく車両の側面衝突時等により作用する外力に対して剛性の高い構造にでき、かつルーフサイドレールや中間ピラー内を透過する透過音を防止するための発泡材の充填を経済的かつ作業性よくできる。

図１ないし図６に基づいて、ルーフサイドレール１と、車体側面のドア開口Ｄおよびクォータウィンドウ開口Ｑの間に位置する中間ピラー２との連結部に本発明を適用した実施形態を説明する。外板１０と内板１１とで中空断面構造をなし車両前後方向（図の矢印Ｌ）に延びるルーフサイドレール１と、外板２０と内板２１とで中空断面構造をなし上下方向に延びる中間ピラー２とは、外板１０，２０同士および内板１１，２１同士がそれぞれ共通のパネル部材で一体に成形してある。

図１ないし図４に示すように、ルーフサイドレール１の外板１０は、その上縁から車幅方向（図の矢印Ｗ）外側下方へ向けて緩やかに湾曲傾斜する一般外面１２を備え、全体的に車外側へ膨出する縦断面形状をなす。これに対して内板１１は、その上縁から車幅方向Ｗ外側下方へ向けて緩やかに湾曲傾斜しつつ、全体的に車内側へ膨出する縦断面形状をなす。ルーフサイドレール１の外板１０と内板１１とは、それらの上縁部に形成した合わせフランジ１３，１３同士および下縁部に形成した合わせフランジ１５，１５同士を重ね合わせてスポット溶接により結合してある。

ルーフサイドレール１は、中間ピラー２よりも前側位置でドア開口Ｄの上縁を構成する前方部では、外板１０の一般外面１２を小さくして、一般外面１２の下縁から下方へ屈曲するほぼ垂直の開口上縁面１４が形成してある。これにより、上記前方部の断面形状は、中間ピラー２よりも後方位置でクォータウィンドウ開口Ｑの上縁を構成する一般外面１２の大きなルーフサイドレール１の後方部の断面形状よりも若干小さくなっている。また上記前方部の下縁部の合わせフランジ１５，１５同士の結合位置は上記後方部の下縁部の合わせフランジ１５，１５同士の結合位置よりも車幅方向Ｗ車内側に位置する。

図１、図２、図５、図６に示すように、中間ピラー２は、外板２０がドア開口Ｄ側に望む車幅方向Ｗに沿うピラー前壁面２２と、ピラー前壁面２２の車外側の端縁から後方へ屈曲するピラー外壁面２３とで水平断面ほぼＬ字形に形成してある。これとは逆に内板２１は、外板２０のピラー外壁面２３と相対向して前後方向Ｌに沿うピラー内壁面２４と、ピラー内壁面２４の後縁から車幅方向Ｗ車外側へ屈曲するピラー後壁面２５とで断面ほぼ逆Ｌ字形に形成してある。外板２０と内板２１とは、それらのピラー前縁部に形成した合わせフランジ２６，２６同士およびピラー後縁部に形成した合わせフランジ２７，２７同士を重ね合わせてスポット溶接により結合してある。

このように構成した中間ピラー２は、ピラー前縁部の合わせフランジ２６，２６同士の結合位置がピラー後縁部の合わせフランジ２７，２７同士の結合位置よりも車幅方向Ｗ車内側に位置する。尚、ピラー前縁部の合わせフランジ２６，２６同士の結合部は、ルーフサイドレール１の上記前方部の下縁部の合わせフランジ１５，１５同士の結合部とドア開口Ｄの上端コーナー部を経て連続して形成してあり、ピラー前壁面２２はルーフサイドレール１の開口上縁面１４と上記コーナー部を経て連続して形成してある。またピラー後縁部の合わせフランジ２７，２７同士の結合部は、ルーフサイドレール１の上記後方部の下縁部の合わせフランジ１５，１５同士の結合部とクォータウィンドウ開口Ｑの上端コーナー部を経て連続して形成してある。

そして図１ないし図６に示すように、ルーフサイドレール１と中間ピラー２との連結部内には補強板３が内設してある。補強板３は１枚板で、ルーフサイドレール１側の前後方向Ｌに長尺の横辺３ａと、中間ピラー２側の上下方向に長尺の縦辺３ｂとでＴ字形に形成してある。補強板３の横辺３ａは、その上縁部に形成した合わせフランジ３３がルーフサイドレール１の上縁部の外板１０および内板１１の両合わせフランジ１３，１３で挟み込むように重ね合わせて一体に溶接結合し、横辺３ａの下縁部に形成した合わせフランジ３４がルーフサイドレール１の下縁部の合わせフランジ１５，１５と一体に溶接結合してある。縦辺３ｂは、前縁部に形成した合わせフランジ３５が中間ピラー２のピラー前縁部の外板２０および内板２１の両合わせフランジ２６，２６で挟み込むように重ね合わせて一体に溶接結合するとともに、縦辺３ｂの後縁部に形成した合わせフランジ３６が中間ピラー２のピラー後縁部の両合わせフランジ２７，２７と一体に溶接結合してある。

補強板３には、横片３ａの前後方向中間位置から縦片３ｂへと連続して延びる中間段差部３１が形成してある。補強板３の中間段差部３１は、それよりも前方側の前半部３０から車幅方向Ｗ車外側へほぼ直角に屈曲してルーフサイドレール１内および中間ピラー２内を車幅方向Ｗに横切り、更に補強板３の後半部３２へとほぼ直角に屈曲する断面ほぼＺ字状に形成してある。補強板３の前半部３０は、横片３ａ側では、上縁部の合わせフランジ３３から下方へ屈曲するほぼ垂直な段差３７を経て、段差３７の下縁から下縁部の合わせフランジ３４にかけて僅かの隙間をおいてルーフサイドレール１の内板１１に沿うように形成してある（図２、図３）。横辺３ａから縦辺３ｂにかけて連続して形成した縦片３ｂ側の前半部３０は、中間ピラー２のピラー前縁部の合わせフランジ２６から内板２１のピラー内壁面２４に僅かの隙間をおいて沿うように形成してあり、前半部３０の後縁はピラー内壁面２４とピラー後壁面２５との屈曲コーナー部付近に至る（図２、図５）。

中間段差部３１は、前半部３０の上縁に沿う段差３７の後端から下方へ湾曲して段差３７と連続して形成してある。中間段差部３１はルーフサイドレール１内において、中間ピラー２と連通する中空断面内を前後方向Ｌに仕切るバルクヘッドを構成し、中間ピラー２内においては、ピラー後壁面２５と僅かな間隔をおいてこれに沿うように形成してあり、中間ピラー２内を前後方向Ｌに仕切っている。

中間段差部３１より後方の補強板３の後半部３２の横辺３ａは、ルーフサイドレール１内において、上縁部の合わせフランジ３３から下縁部の合わせフランジ３４にかけて隙間をおいてルーフサイドレール１の外板１０に沿うように形成してある（図４）。また中間ピラー２側の縦辺３ｂでは、中間段差部３１の車外側の端縁から後方へ屈曲して外板２０の合わせフランジ２７に沿う合わせフランジ３６をなす（図５）。

また、ルーフサイドレール１と中間ピラー２との境界には、中間ピラー２の外板２０と補強板３の前半部３０および中間段差部３１とで囲まれた中間ピラー２の上端の中空断面を閉じるように補強板３とは別体の補助バルクヘッド４が設けてある。図２および図６に示すように、補助バルクヘッド４は、補強板３の前半部３０および中間段差部３１に沿う２辺の端縁と、前半部３０の前縁から中間段差部３１の車外側の端縁にかけて延びる１辺の端縁を有するほぼ三角形状のバルクヘッド面４０を形成した金属板で構成してある。バルクヘッド面４０の外周には、３辺の各端縁から屈曲成形した外縁フランジ４１，４２，４３が設けてある。

補助バルクヘッド４は、バルクヘッド面４０を水平姿勢または若干前下がりの傾斜姿勢とし、１辺の外縁フランジ４１を補強板３の前半部３０の板面に重ね合わせて溶接結合するとともに、他の１辺の外縁フランジ４２を中間段差部３１の板面に重ね合わせて溶接結合してある。また他の１辺の外縁フランジ４３の前端部は中間ピラー２の前縁部の合わせフランジ２６および補強板３の前縁部の合わせフランジ３５と一体に溶接結合してあり、外縁フランジ４３の後端部は中間段差部３１の車外側の端縁に溶接結合してある。

更に、ルーフサイドレール１と中間ピラー２との連結部内には、補強板３の中間段差部３１の車外側の端縁とルーフサイドレール１の外板１０の隙間を塞ぐ第１の発泡材５ａと、補助バルクヘッド４の外縁フランジ４３と中間ピラー２の外板２０の隙間を塞ぐ第２の発泡材５ｂが上記各隙間に一体に充填してある。第１および第２の発泡材５ａ，５ｂは、発泡前のシート状の発泡材料５０をルーフサイドレール１および中間ピラー２の各外板１０，２０の内面に貼着しておき、車体の塗装乾燥工程で発泡材料５０を熱発泡させて上記各隙間に充填してある。

本実施形態によれば、補強板３に中間段差部３１を形成してルーフサイドレール１から中間ピラー２へ連通する連結部の内部を前後方向に仕切るバルクヘッドを構成したので、中間段差部３１により側面衝突時等の外力に対する抗力が発揮され、上記外力に対するルーフサイドレール１と中間ピラー２の連結部の剛性が高い。更に補強板３の中間段差部３１を中間ピラー２のピラー後壁面２５沿いに設け、別体の補助バルクヘッド４により中間ピラー２の中空断面上端を閉じるようにしたので、ルーフサイドレール１と中間ピラー２との境界の内部を仕切り、補助バルクヘッド４により側面衝突時等の外力に対する抗力が発揮され、より側面衝突時等の外力に対する剛性が高くできる。

また補強板３は板厚を上げることなく中間に中間段差部３１を設けるのみの簡素な構造ですむ。

更に透過音を防止するために、ルーフサイドレール１を前後方向に仕切る補強板３の中間段差部３１、およびルーフサイドレール１と中間ピラー２を仕切る補助バルクヘッド４と併用して第１および第２の発泡材５ａ，５ｂを充填するようにし、かつ第１および第２の発泡材５ａ，５ｂを一体に設けたので発泡材５ａ，５ｂが少なくてすみ経済的で作業手間もかからない。

上述の実施形態において、補強板３の中間段差部３１を中間ピラー２のピラー後壁面２５沿いに設けたが、これに限るものではなく、中間ピラー２のピラー前壁面２２沿いに設けてもよい。また、補助バルクヘッド４のバルクヘッド面４０は三角形状に限らず、中間ピラー２の外板２０と補強板３とで囲まれた中空断面形状に合わせてほぼ四角形に形成してもよい。更に個別のパネル材からなるルーフサイドレールと中間ピラーとを連結した連結部に本発明を適用してもよい。

本発明を適用した車両のルーフサイドレールと中間ピラーとの連結部構造を示す要部側面図である。 本発明に用いる補強板および補助バルクヘッドを示すもので、これらを中心としたルーフサイドレールと中間ピラーとの連結部構造の要部斜視図である。 図１のIII −III 線に沿う位置での断面図である。 図１のIV−IV線に沿う位置での断面図である。 図１のＶ−Ｖ線に沿う位置での断面図である。 図１のVI−VI線に沿う位置での断面図である。 従来の車両のルーフサイドレールと中間ピラーとの連結部構造を示す要部側面図である。 図７のVIII−VIII線に沿う位置での断面図である。 図７のIX−IX線に沿う位置での断面図である。

符号の説明

１ ルーフサイドレール
１０ 外板
１１ 内板
２ 中間ピラー
２０ 外板
２１ 内板
２５ ピラー後壁面
３ 補強板
３０ 前半部
３１ 中間段差部（バルクヘッド）
３２ 後半部
４ 補助バルクヘッド
５ａ 第１の発泡材
５ｂ 第２の発泡材

Claims (2)

1. 外板と内板とで中空断面構造をなし前後方向に延在する車両のルーフサイドレールの中間部と、外板と内板とで中空断面構造をなし上下方向に延在する中間ピラーの上端とを、両者の中空断面が互いにほぼＴ字状に連通するように連結し、該連結部の内部に、ルーフサイドレールの中空断面を車幅方向に仕切るとともに、中間ピラーの中空断面を車幅方向に仕切るほぼＴ字状の１枚板からなる補強板を、その周縁をこれと対応するルーフサイドレールの内外板の合わせフランジの結合部および中間ピラーの内外板の合わせフランジの結合部と一体に結合させて内設した車両のルーフサイドレールと中間ピラーの連結部構造であって、ルーフサイドレールの内外板の下縁の合わせフランジの結合部は、中間ピラーよりも前方の結合部の位置を後方の結合部の位置よりも車幅方向車内側に位置させ、中間ピラーは、上記前方の結合部に連なる内外板の前縁の合わせフランジの結合部の位置を上記後方の結合部に連なる後縁の合わせフランジの結合部の位置よりも車幅方向車内側に位置させた車両において、
   上記補強板には、その前後方向中間位置に、ルーフサイドレール側から中間ピラー側へと上下方向に連続して延び、補強板の前半部を後半部よりも車幅方向車内側位置として上記連結部内を車幅方向に横切る断面ほぼＺ字状の中間段差部を形成し、
   上記補強板は、上記前半部を、ルーフサイドレール内ではルーフサイドレールの内板に沿い、中間ピラー内では中間ピラーの内板に沿って設置し、上記後半部を、ルーフサイドレール内ではルーフサイドレールの外板に沿い、中間ピラー内では中間ピラーの外板に沿って設置して、
   上記中間段差部により上記連結部内を前後方向に仕切るバルクヘッドを構成し、
   ルーフサイドレールと中間ピラー上端との境界位置には、上記補強板の前半部と上記中間段差部との間を架けわたし、中間ピラーの前半部の中空断面上端を閉じる別体の補助バルクヘッドを設置したことを特徴とする車両のルーフサイドレールと中間ピラーの連結部構造。
2. 上記補強板の中間段差部の車外側の端縁とルーフサイドレールの外板との間に充填してこれらの隙間を塞ぐ第１の発泡材と、上記別体の補助バルクヘッドと中間ピラーの外板との間に充填してこれらの隙間を塞ぐ第２の発泡材とを一体に設けた請求項１に記載の車両のルーフサイドレールと中間ピラーの連結部構造。

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