JP4979502B2 - 車体上部構造 - Google Patents

Description

本発明は、車両のルーフの左右両側部に沿って車体前後方向に延び、左右方向に延びる複数のルーフアーチによって相互に接続された左右一対のルーフサイドレールを、車体外側のアウター部材と車体内側のインナー部材とを閉断面を成すように結合して構成した車体上部構造に関する。

サイドレールアウタとサイドレールインナとを閉断面形状に結合したルーフサイドレールがセンターピラーの上端に接続される位置において、前記サイドレールアウタに車幅方向に延びる２本のビード部を形成することで、側面衝突時にセンタピラーからルーフサイドレールに衝突荷重を効果的に伝達して吸収するものが、下記特許文献１により公知である。

また図８に示すように、ルーフサイドレール０１のアウター部材０２とインナー部材０３との間にスチフナ０４を挟むことで、その曲げ剛性を高めるものも周知である。
特開２００３−２１２１４８号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載されたものは、ルーフサイドレールとセンターピラーとの接続部だけを補強しているので、衝突荷重でセンターピラーとの接続部以外の部分でルーフサイドレールが折れ曲がってしまい、衝突荷重をルーフアーチに効果的に伝達して分散することができない可能性がある。

また図８に示す、ルーフサイドレール０１のアウター部材０２とインナー部材０３との間にスチフナ０４を挟むものは、スチフナ０４の分だけ重量が増加する問題があるだけでなく、アウター部材０２、インナー部材０３、スチフナ０４およびルーフパネル０５の４枚の部材を重ねてスポット溶接Ｗする必要が生じ、重ねられる部材の枚数が多すぎて確実なスポット溶接が困難になる問題がある。

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、ルーフサイドレールの曲げ剛性をスチフナを用いることなく高めることを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、車両のルーフの左右両側部に沿って車体前後方向に延び、左右方向に延びる複数のルーフアーチによって相互に接続された左右一対のルーフサイドレールを、車体外側のアウター部材と車体内側のインナー部材とを閉断面を成すように結合して構成した車体上部構造において、前記インナー部材は、車体内側から車体外側に向かって溝状に突出するビードを備え、前記ビードは、少なくともセンターピラーよりも前側に配置された前側のルーフアーチとセンターピラーよりも後側に配置された後側のルーフアーチとに跨がるように車体前後方向に連続して延びていることを特徴とする車体上部構造が提案される。

また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記溝状のビードの深さは、センターピラーの位置で最も深く、そこから前記前側のルーフアーチおよび後側のルーフアーチに向かって漸減することを特徴とする車体上部構造が提案される。

また請求項３に記載された発明によれば、請求項１または請求項２の構成に加えて、前記溝状のビードは、上方から見た断面形状が、車内側から車外側に向かって幅狭になる台形状であることを特徴とする車体上部構造が提案される。

また請求項４に記載された発明によれば、請求項１〜３の何れかの構成に加えて、前記溝状のビードは、前後方向から見た断面形状が、車内側に開口したコ字状であることを特徴とする車体上部構造が提案される。

また請求項５に記載された発明によれば、請求項１〜４の何れかの構成に加えて、前記溝状のビードの内部に、サイドエアバッグモジュールの少なくとも一部を配置したことを特徴とする車体上部構造が提案される。

尚、実施の形態の第２ルーフアーチ１６は本発明の前側のルーフアーチに対応し、実施の形態の第４ルーフアーチ１６は本発明の後側のルーフアーチに対応する。

請求項１の構成によれば、車体外側のアウター部材と車体内側のインナー部材とを閉断面を成すように結合して構成したルーフサイドレールのインナー部材が、車体内側から車体外側に向かって溝状に突出するビードを備え、前記ビードは、少なくともセンターピラーよりも前側に配置された前側のルーフアーチとセンターピラーよりも後側に配置された後側のルーフアーチとに跨がるように車体前後方向に連続して延びているので、ルーフサイドレールの内部にスチフナを配置することなくルーフサイドレールの曲げ剛性を高めることができる。これにより、側面衝突の荷重を受けた一方のルーフサイドレールは簡単に折れ曲がることなく、前記衝突荷重を少なくとも前側及び後側のルーフアーチを介して他方のルーフサイドレールに伝達して効果的に吸収することができる。

また請求項２の構成によれば、溝状のビードの深さをセンターピラーの位置から前側のルーフアーチおよび後側のルーフアーチに向かって漸減させたので、ルーフサイドレールの曲げ剛性の急変を回避して強度を高めることができる。

また請求項５の構成によれば、溝状のビードの内部にサイドエアバッグモジュールの少なくとも一部を配置したので、サイドエアバッグモジュールの車室内への張り出しを最小限に抑えることができる。

以下、本発明の実施の形態を添付の図面に基づいて説明する。

図１〜図７は本発明の実施の形態を示すもので、図１は自動車のルーフ部の骨格を車体左側の斜め上方から見た図、図２は図１の２方向矢視図、図３は図２の３−３線断面図、図４は図２の４−４線断面図、図５は図２の５−５線断面図、図６は図２の６−６線断面図、図７は図２の７−７線断面図である。

図１および図２に示すように、自動車のルーフ部の側縁に沿って車体前後方向に延びるルーフサイドレール１１の前端にはフロントピラー１２の上端が接続され、中間部にはセンターピラー１３の上端が接続され、後端にはリヤピラー１４の上端が接続される。左右のルーフサイドレール１１，１１は車体左右方向に平行に延びる５本のルーフアーチ１５〜１９により相互に接続される。最も前側に位置する第１ルーフアーチ１５はフロントピラー１２の上端に接続され、最も後側に位置する第５ルーフアーチ１９はリヤピラー１４の上端に接続され、中央の第３ルーフアーチ１７はセンターピラー１３の上端に接続され、前から２番目の第２ルーフアーチ１６はフロントピラー１２およびセンターピラー１３の間に接続され、前から４番目の第４ルーフアーチ１８はセンターピラー１３およびリヤピラー１４の間に接続される。

図４〜図７に示すようにルーフサイドレール１１は車体外側に位置するアウター部材２０と車体内側に位置するインナー部材２１とで構成される。アウター部材２０の両側縁に形成されたフランジ２０ａ，２０ｂと、インナー部材２１の両側縁に形成されたフランジ２１ａ，２１ｂとがスポット溶接Ｗ１…，Ｗ２…により結合され，これによりルーフサイドレール１１は閉断面に形成される。このとき、アウター部材２０およびインナー部材２１の上側のフランジ２０ａ，２１ａの上面にルーフパネル２２の側縁が重ね合わされ、前記スポット溶接Ｗ１により同時に結合される。

図５に示すセンターピラー１３の位置ではアウター部材２０およびインナー部材２１の上側のフランジ２０ａ，２１ａの下面に第３ルーフアーチ１７の端部が重ね合わされ、前記スポット溶接Ｗ１により同時に結合される。このスポット溶接Ｗ１の部分では、ルーフパネル２２の側縁に局部的な切欠き２２ａが形成されており、ルーフパネル２２を避けてアウター部材２０、インナー部材２１および第３ルーフアーチ１７が三重に重ね合わされてスポット溶接Ｗ１により結合される。その理由は、四重に重ね合わされた部材を確実にスポット溶接するのは困難であるからである。

図７に示すセンターピラー１３およびリヤピラー１４の中間位置ではアウター部材２０およびインナー部材２１の上側のフランジ２０ａ，２１ａの下面に第４ルーフアーチ１８の端部が重ね合わされ、前記スポット溶接Ｗ１により同時に結合される。このスポット溶接Ｗ１の部分では、ルーフパネル２２の側縁に局部的な切欠き２２ｂが形成されており、ルーフパネル２２を避けてアウター部材２０、インナー部材２１および第４ルーフアーチ１８が三重に重ね合わされてスポット溶接Ｗ１により結合される。その理由は、四重に重ね合わされた部材をスポット溶接するのは困難であるからである。

尚、図示していないが、フロントピラー１２とセンターピラー１３との間の第２ルーフアーチ１６の位置でも、上述した理由でルーフパネル２２に切欠きが形成され、アウター部材２０、インナー部材２１および第２ルーフアーチ１６が三重に重ね合わされてスポット溶接Ｗ１により結合される。

図１および図３〜図６に示すように、ルーフサイドレール１１のインナー部材２１には、その長手方向に沿って車体内側から車体外側に向かって突出して車体前後方向に延びる溝状のビード２１ｃが形成される。ビード２１ｃが形成される範囲は、第２ルーフアーチ１６の近傍から第３ルーフアーチ１７の近傍を経て第４ルーフアーチ１８に近傍に達しており、その上方から見た断面形状は基端側（車内側）から先端側（車外側）に向かって幅狭になる概ね台形状であり（図３参照）、また前後方向から見た断面形状が、車内側に開口したコ字状である（図４〜図６参照）。ビード２１ｃの深さは、その長手方向中間部、つまり図５に示すセンターピラー１３および第３ルーフアーチ１７の位置で最も深いｂであり、そこから車体前方側および車体後方側に向かって浅くなっている。

即ち、図４に示すセンターピラー１３よりも前側の位置におけるビード２１ｃの深さａと、図６に示すセンターピラー１３よりも後側の位置におけるビード２１ｃの深さｃとは、前記センターピラー１３および第３ルーフアーチ１７の位置での深さｂよりも小さくなっている。

図２〜図６に示すように、車両の側面衝突時にルーフサイドレール１１からドアの内面に沿って下向きにカーテン状に展開するエアバッグを棒状に折り畳んだサイドエアバックモジュール２３の長手方向中央部が、インナー部材２１のビード２１ｃの内部に収納されるように取り付けられる。

次に、上記構成を備えた本発明の実施の形態の作用を説明する。

車両の側面に他車両が衝突すると、その衝突荷重がセンターピラー１３の上端から一方のルーフサイドレール１１の前後方向中央部に伝達され、ルーフサイドレール１１を車体内側に向けて折り曲げるような曲げモーメントが作用する。この曲げモーメントによってルーフサイドレール１１のアウター部材２０には圧縮荷重が作用し、インナー部材２１には引張荷重が作用する。このとき、インナー部材２１に形成した溝状のビード２１ｃの作用でルーフサイドレール１１の曲げ剛性が向上するため、ルーフサイドレール１１は容易に折れ曲がることがない。これにより、ルーフサイドレール１１から第２ルーフアーチ１６、第３ルーフアーチ１７および第４ルーフアーチ１８を介して他方ののルーフサイドレール１１に衝突荷重を伝達して吸収することができ、最初に衝突荷重が伝達される前記一方のルーフサイドレール１１の変形を最小限に抑えて車室を保護することができる。

またインナー部材２１のビード２１ｃは、第２ルーフアーチ１６から第３ルーフアーチ１７を経て第４ルーフアーチ１８に至る範囲に設けられているので、衝突荷重を第２〜第４ルーフアーチ１６、１７、１８に効果的に分配して吸収することができる。しかもビード２１ｃの深さは中央部から前後方向に向かって漸減するので、ルーフサイドレール１１の曲げ剛性が急変するのを防止して衝突荷重による折れ曲がりを一層効果的に防止することができる。

またルーフサイドレール１１の内部にスチフナを配置することなく曲げ剛性を高めることができるので、スチフナの分だけ重量を軽減することができる。しかもスチフナを廃止したことでパネルの枚数が１枚減るため、４枚重ねのスポット溶接が必要になる部分を最小限に抑えることができる。

更に、ルーフサイドレール１１のインナー部材２１のビード２１ｃの内部にサイドエアバッグモジュール２３の一部を収納したので、ルーフサイドレール１１の車幅方向外端からサイドエアバッグモジュール２３の車幅方向内端までの距離（図４のＬｂ参照）を、従来例（図８のＬａ）よりも小さくし、車室の容積を最大限に確保することができる。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。

例えば、実施の形態ではビード２１ｃを第２ルーフアーチ１６から第４ルーフアーチ１８までの範囲に設けているが、それを第１ルーフアーチ１５あるいは第５ルーフアーチ１９の近傍まで延長しても良い。

自動車のルーフ部の骨格を車体左側の斜め上方から見た図 図２は図１の２方向矢視図 図２の３−３線断面図 図２の４−４線断面図 図２の５−５線断面図 図２の６−６線断面図 図２の７−７線断面図 従来例を示す、前記図４に対応する断面図

１１ ルーフサイドレール
１３ センターピラー
１５ 第１ルーフアーチ
１６ 第２ルーフアーチ（前側のルーフアーチ）
１７ 第３ルーフアーチ
１８ 第４ルーフアーチ（後側のルーフアーチ）
１９ 第５ルーフアーチ
２０ アウター部材
２１ インナー部材
２１ｃ ビード
２３ サイドエアバッグモジュール

Claims (5)

1. 車両のルーフの左右両側部に沿って車体前後方向に延び、左右方向に延びる複数のルーフアーチ（１５〜１９）によって相互に接続された左右一対のルーフサイドレール（１１）を、車体外側のアウター部材（２０）と車体内側のインナー部材（２１）とを閉断面を成すように結合して構成した車体上部構造において、
   前記インナー部材（２１）は、車体内側から車体外側に向かって溝状に突出するビード（２１ｃ）を備え、
   前記ビード（２１ｃ）は、少なくともセンターピラー（１３）よりも前側に配置された前側のルーフアーチ（１６）とセンターピラー（１３）よりも後側に配置された後側のルーフアーチ（１８）とに跨がるように車体前後方向に連続して延びていることを特徴とする車体上部構造。
2. 前記溝状のビード（２１ｃ）の深さは、センターピラー（１３）の位置で最も深く、そこから前記前側のルーフアーチ（１６）および前記後側のルーフアーチ（１８）に向かって漸減することを特徴とする、請求項１に記載の車体上部構造。
3. 前記溝状のビード（２１ｃ）は、上方から見た断面形状が、車内側から車外側に向かって幅狭になる台形状であることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の車体上部構造。
4. 前記溝状のビード（２１ｃ）は、前後方向から見た断面形状が、車内側に開口したコ字状であることを特徴とする、請求項１〜３の何れかに記載の車体上部構造。
5. 前記溝状のビード（２１ｃ）の内部に、サイドエアバッグモジュール（２３）の少なくとも一部を配置したことを特徴とする、請求項１〜４の何れかに記載の車体上部構造。

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