JP4992798B2 - 自動車のルーフサイドレール構造 - Google Patents

Description

本発明は自動車のルーフサイドレール構造、特に前後に分割された前側レール部と後側レール部とを連結してなるルーフサイドレール構造に関する。

従来、図６に示すミニバン等のワゴン車において、ルーフの側縁に沿って前後方向に延びるルーフサイドレール１は、車体側面のフロントドア開口8とリヤドア開口９の上縁をなし、前後中間位置が両ドア開口８，９を仕切るセンタピラー５の上端と交わるように結合されている。

ミニバンなどの前後長の長いルーフサイドレール１は前後に分割構造とされ、従来構造では、ルーフサイドレール１とセンタピラー５との結合部の簡素化を図り結合作業性を良好とするため、図７に示すように、前後に分割されたルーフサイドレール1の前側レール部１ａと後側レール部１ｂとのうち、後側レール部１ｂの前端１２寄りの位置に、センタピラー５の上端５０が結合され、前側レール部１ａの後端１１と上記後側レール部１ｂの前端１２との連結部をセンタピラー５よりも前側に位置せしめる構造としたものがある。
また、ミニバンなどではリヤドア開口をスライドドアにより開閉するようにしたものが多いことから、後側レール部１ｂは、スライドドア用のアッパレールを設置するスペースを備え断面形状が複雑のため、図８に示すように、後側レール部１ｂの前端１２にこれを前方へ延長するリテーナ１ｃを設け、該リテーナ１ｃにセンタピラー５の上端５０および前側レール部１ａの後端１１を結合したものもある。

ところで、ルーフサイドレール１は、車両の前面衝突時や側面衝突時にフロントピラー４（図６）やセンタピラー５から衝突荷重が作用する。
かかる場合、上記従来構造では、前側レール部１ａと後側レール部１ｂとの連結部が破損し、センタピラーの５の上端の前後のコーナー部に６，７に亀裂が発生する傾向がある。

そこでルーフサイドレール１の剛性を強化するために板厚を厚くすることが考えられるが、車体重量が増加する問題が生じる。
また、連結部の補強構造として、下記特許文献１には、フロントピラーの先端部とルーフサイドレールの前端部との連結部において、ルーフサイドレールの前端部のアウタ上面（レールリィンフォースの上面）に前方へ延出する延出部を設け、該延出部の基端を含むルーフサイドレールの前端部をフロントピラーの前端部に重ね合わせて結合するとともに、上記延出部をフロントピラーに重ね合わせて結合することが提案されている。
これによればフロントピラーとルーフサイドレールとの連結部の上面側は強化されるが、フロントピラーとルーフサイドレールとの連結部の側面側や下面側での補強が充分になされない。
特開２００４−３２２６６６号公報

そこで本発明は、前後に分割された前側レール部と後側レール部とを連結して形成されたルーフサイドレールにおいて、前後の連結部およびセンタピラーとの結合部の車両衝突時の衝突荷重に対する剛性を強化することを課題としてなされたものである。

本発明は、自動車のルーフ側縁に沿って前後方向に延びるルーフサイドレールであって、分割された前側レール部の後端と後側レール部の前端とが連結され、前後中間位置で車体側面のセンタピラーの上端と結合され、上記センタピラーの上端の前後に上記前側レール部および上記後側レール部の下縁との間で前後のコーナー部が形成された自動車のルーフサイドレール構造において、上記センタピラーの上端には、その前側および後側に幅が上方へ向かって拡大する幅拡大部を形成し、上記前側レール部の後端および後側レール部の前端はそれぞれ、幅が端末に向かって下方へ拡大する幅拡大部を形成する。上記ルーフサイドレールは、上記前側レール部と後側レール部の連結部をセンタピラーの上端の直上に位置せしめ、上記両レール部の幅拡大部をそれぞれ上記センタピラー上端の前後の幅拡大部に重ね合わせ結合して上記前後のコーナー部を形成し、上記センタピラーの上端上縁部を上記前側レール部の後端および後側レール部の前端に結合する（請求項１）。
ルーフサイドレールの前側レール部と後側レール部およびセンタピラーは、それぞれ他の二部材と結合され、ルーフサイドレールとセンタピラーは三部材一体の結合構造としたから、衝突荷重が分散され衝撃に対する剛性が強化される。また前後のコーナー部はルーフサイドレール側とセンタピラーとが重合する構造としたから衝撃による亀裂の発生が防止される。

上記前側レール部は前側レールインナとその車外側に設けた前側レールリィンフォースとで閉断面をなし、上記後側レール部は後側レールインナとその車外側に設けた後側レールリィンフォースとで閉断面をなす。上記センタピラーはピラーインナとその車外側に設けたピラーリィンフォースとで閉断面をなす。上記ピラーインナおよびピラーリィンフォースの上端は、これらの前側および後側に上記幅拡大部を形成し、上記前側レールインナと前側レールリィンフォースの後端、および上記後側レールインナと後側レールリィンフォースの前端には、それぞれ上記幅拡大部を形成する。前側レールインナと後側レールインナの端末を前後に連結するとともに、前側レールリィンフォースと後側レールリィンフォースの端末を前後に連結することにより前側および後側レール部を連結し、上記前側レールインナおよび前側レールリィンフォースの上記幅拡大部を重ね合わせ、かつこれらに上記センタピラーの前側の幅拡大部を重ね合わせ結合して上記前側のコーナー部を形成する。上記後側レールインナおよび後側レールリィンフォースの上記幅拡大部を重ね合わせ、かつこれらに上記センタピラーの後側の幅拡大部を重ね合わせ結合して上記後側のコーナー部を形成する。上記センタピラーのピラーインナの上端上縁部を上記前側レールインナの後端および後側レールインナの前端に重ね合わせ結合するとともに、上記センタピラーのピラーリィンフォースの上端上縁部を上記前側レールリィンフォースの後端および後側レールリィンフォースの前端に重ね合わせ結合する（請求項２）。
ルーフサイドレールは、前後のレール部をともにインナとリィンフォースとで閉断面を形成し、センタピラーもインナパネルとリィンフォースとで閉断面を形成する構造においては、三者のインナ同士およびリィンフォース同士をそれぞれ相互に結合し、前後のコーナー部は三者の幅拡大部同士を重ね合わせ結合して、ルーフサイドレールとセンタピラーとの結合部の剛性を強化する。

上記前側レールインナと後側レールインナは、これらの端末同士を重ね合わせて前後に連結し、上記前側レールリィンフォースと後側レールリィンフォースはこれらの端末同士を重ね合わせて前後に結合する（請求項３）。
前側レール部および後側レール部のインナ同士およびリィンフォース同士を連結する場合において、インナ側およびリィンフォース側の連結構造を同じ構造としたものである。

図６に示すミニバンのルーフサイドレール１に本発明を適用した実施形態を説明する。図１に示すように、ルーフサイドレール１は前後中間位置がセンタピラー５の上端とほぼＴ字状に交差するように結合される。ルーフサイドレール１は前側レール部１ａと後側レール部１ｂとに分割構造としてあり、前側レール部１ａの後端と後側レール部１ｂの前端とがセンタピラー５の上端の直上位置で前後方向に連結してある。
センタピラー５の上端の前後には、前側レール部１ａの下縁とセンタピラー５の前縁との交わるコーナー部６、および後側レール部１ｂの下縁とセンタピラー５の後縁との交わるコーナー部７が形成される。

図１、図３に示すように、前側レール部１ａは、前側レールインナ２ａとその車外側の前側レールリィンフォース３ａとで閉断面構造をなし、車外側がアウタパネル１９で被覆してある。後側レール部１ｂも前側レール部と同様のパネル構成としてあり、後側レールインナ２ｂと後側レールリィンフォース３ｂとで閉断面をなす。
また図１、図４に示すように、センタピラー５はピラーインナ５ａとピラーリィンフォース５ｂとで閉断面をなし、ルーフサイドレール１と同様にアウタパネル１９で被覆してある。

図１、図２、図４に示すように、前後のレール部１ａ，１ｂおよびセンタピラー５は、車内側のインナ２ａ，２ｂ，５ａ同士、車外側のリィンフォース３ａ，３ｂ，５ｂ同士がそれぞれ結合されている。図２はインナ同士の結合構造を示すが、リィンフォース同士の結合もインナ側と実質的に同じである。
前側レールインナ２ａの後端２１と後側レールインナ２ｂの前端２２は互いに重ね合わせて、複数箇所でスポット溶接（図２において丸バツ印で表す）し、前後方向に一連に連結してある。

上記後端２１および前端２２の下部にはそれぞれ、下方へ向けてレール幅を一般部よりも拡大した幅拡大部２３，２４が形成してある。各幅拡大部２３，２４の前縁および後縁は丸みのあるコーナー形状に湾曲する湾曲部が形成してある。

ピラーインナ５ａはその前側縁の上端および後側縁の上端にそれぞれ、前方および後方に張り出す幅拡大部５１，５２が形成してある。ピラーインナ５ａの上端５０は上方へ張り出す形状としてある。
前方の幅拡大部５１の前縁は前側レールインナ２ａの幅拡大部２３の湾曲部に沿う形状に形成してある。また後方の幅拡大部５２の後縁は後側レールインナ２ｂの幅拡大部２４の湾曲部に沿う形状としてある。

ピラーインナ５ａは、前側の幅拡大部５１を前側レールインナ２ａの幅拡大部２３に重ね合わせ、後側の幅拡大部５２を後側レールインナ２ｂの幅拡大部２４と重ね合わせ、かつ上端５０を前側レールインナ２ａの後端２１および後側レールインナ２ｂの前端２２に重ね合わせ、前後の湾曲部および上端５０の上縁に沿う位置で、重合する相手部材とスポット溶接してある。

次にリィンフォース側については、前側リィンフォース３ａにはその後端３１に前側レールインナ２ａの後端２１の幅拡大部２３に対応する幅拡大部３３を形成するとともに、後側リィンフォース３ａの前端３２に後側レールインナ２ｂの前端２２の幅拡大部２４に対応する幅拡大部３４が形成してある。
かつピラーリィンフォース５ｂの上端前側および上端後側にはそれぞれ、ピラーインナ５ａと同様に前後の幅拡大部５１，５２が形成してある。
そして前後のレールリィンフォース３ａ，３ｂおよびピラーリィンフォース５ｂは、前後のレールインナ２ａ，２ｂおよびピラーインナ５ａにおけると同様に相互に結合してある。

前後のレールインナ２ａ，２ｂと前後のレールリィンフォース３ａ，３ｂとはそれらの上縁フランジ同士および下縁フランジ同士が結合され、ピラーインナ５とピラーリィンフォース５ｂとは前後の側縁フランジ同士が結合される。
ルーフサイドレール１とセンタピラー５の結合部においては、インナ側で重合する前側レールインナ２ａおよびピラーインナパネル５ａの前側の幅拡大部２３，５１の湾曲部に、リィンフォース側で重合する前側レールリィンフォース３ａおよびピラーリィンフォース５ｂの前側の幅拡大部２４，５１の湾曲部を重合溶接するとともに、インナ側で重合する後側レールインナ２ｂおよびピラーインナパネル５ａの後側の幅拡大部２４，５２の湾曲部に、リィンフォース側で重合する後側レールリィンフォース３ｂおよびピラーリィンフォース５ｂの後側の幅拡大部３４，５２の湾曲部を重合溶接重合することにより一体化してある。

上述の実施形態によれば、ルーフサイドレール１とセンタピラー５との結合部において、前側レール部１ａは後側レール部１ｂとセンタピラー５とに結合され、後側レール部１ｂは前側レール部１ａとセンタピラー５とに結合され、センタピラー５は前側レール部１ａと後側レール部１ｂとに結合され、三者一体構造とされているから、車両衝突時にルーフサイドレール１とセンタピラー５との結合に作用する衝突荷重は上記三者１ａ，１ｂ，５に分散されるから、衝突荷重に対し高い剛性が発揮される。
またセンタピラー５上端の前後のコーナー部６，７は、ルーフサイドレール１側とセンタピラー５側とで４枚重ねとされ、強化されているから衝突荷重に対して亀裂の発生が防止される。

図５は、ルーフサイドレール１の前側レールリィンフォース３ａ、後側レールリィンフォース３ｂおよびセンタピラー５のピラーリィンフォース５ｂの結合部の変形例を示すものである。
前側レールリィンフォース３ａの後端３１は前側レールインナ２ａ（図２）の後端よりも後方に延出し、その分、後側レールリィンフォース３ｂの前端３２は短くなっており、これにより両者の連結部はセンタピラー５の上端５０の後寄りの位置となっている。
前側レールリィンフォース３ａの後端３１および後側レールリィンフォース３ｂの前端３２にはそれぞれ下方へ幅が拡大する幅拡大部３３，３４が形成してある。これらに対応してピラーリィンフォース５ｂの上端には前後にそれぞれ幅拡大部５１，５２が形成してある。

前側レールリィンフォース３ａの後端３１と後側レールリィンフォース３ｂの前端３２は、これらの上半部において、後側レールリィンフォース３ｂの前端３２上半部から前方に突出せしめた突出部３２０を前側レールリィンフォース３ａの後端３１上半部と重ね合わせて結合せしめてあり、これらの下半部においては前後に衝き合わせてある。
そしてピラーリィンフォース５ｂは、前側の幅拡大部５１の湾曲部を前側レールリィンフォース３ａの幅拡大部３３の湾曲部に重ね合わせるとともに、後側の幅拡大部５２の湾曲部を後側レールリィンフォース３ｂの幅拡大部３４の湾曲部に重ね合わせ、上端５０の上縁部分を前側レールリィンフォース３ａの後端３１および後側レールリィンフォース３ｂの前端３２にわたって重ね合わせ部分を両リィンフォース３ａ，３ｂに溶接結合せしめてある。

本実施形態は、後部ドア開口９がスライドドアにより開閉される車両に好適に適用される。この種の車両では後部ドア開口９の上縁をなす後側レール部１ｂにスライドドアのアッパレールを収納する凹溝が設けられる。このため、後側レールリィンフォース３ｂはセンタピラー５の後縁上端付近を境に、前側レールリィンフォース３ａと連結する前端３２と上記凹溝を形成した後方の一般部とで、断面形状が大きく異なり、前端３２を前方へ長く形成するには後側レールリィンフォース３ｂの成形加工が複雑となり生産性が悪くなる。
これに対して本実施形態では、後側レールリィンフォース３ｂの前端３２と前側レールインナ２ａの後端３１との連結部をセンタピラー５の後縁寄りとし、前端３２の長さを短くして後側レールリィンフォース３ｂの生産性を確保する。

本発明を適用したルーフサイドレールの連結部およびセンタピラーとの結合構造を示す要部側面図である。 上記結合構造における前後のレールインナの連結部およびこれらとピラーインナとの結合部を示す側面図である。 図１のIII−III線に沿う断面図である。 図１のIＶ−IＶ線に沿う断面図である。 本発明の結合構造の変形例を示すもので、前後のレールリィンフォースの連結部およびこれらとピラーリィンフォースとの結合部を示す側面図である。 本発明を適用するミニバン等の車両の概略側面図である。 従来のルーフサイドレールの連結部およびセンタピラーとの結合部を示す要部側面図である。 従来の他のルーフサイドレールの連結部およびセンタピラーとの結合部を示す要部側面図である。

符号の説明

１ リーフサイドレール
１ａ 前側レール部
１１ 後端
１ｂ 後側レール部
１２ 前端
２ａ 前側レールインナ
２ｂ 後側レールインナ
２３，２４ 幅拡大部
３ａ 前側レールリィンフォース
３ｂ 後側レールリィンフォース
３３，３４ 幅拡大部
５ センタピラー
５０ 上端
５１，５２ 幅拡大部
５ａ ピラーインナ
５ｂ ピラーリィンフォース
６，７ コーナー部（湾曲部）

Claims (3)

1. 自動車のルーフ側縁に沿って前後方向に延びるルーフサイドレールであって、
   分割された前側レール部の後端と後側レール部の前端とが連結され、前後中間位置で車体側面のセンタピラーの上端と結合され、上記センタピラーの上端の前後に上記前側レール部および上記後側レール部の下縁との間で前後のコーナー部が形成された自動車のルーフサイドレール構造において、
   上記センタピラーの上端には、その前側および後側に幅が上方へ向かって拡大する幅拡大部を形成し、
   上記前側レール部の後端および後側レール部の前端はそれぞれ、幅が端末に向かって下方へ拡大する幅拡大部を形成し、
   上記ルーフサイドレールは、上記前側レール部と後側レール部の連結部をセンタピラーの上端の直上に位置せしめ、上記両レール部の幅拡大部をそれぞれ上記センタピラー上端の前後の幅拡大部に重ね合わせ結合して上記前後のコーナー部を形成し、
   上記センタピラーの上端上縁部を上記前側レール部の後端および後側レール部の前端に結合せしめた自動車のルーフサイドレール構造。
2. 上記前側レール部は前側レールインナとその車外側に設けた前側レールリィンフォースとで閉断面をなし、上記後側レール部は後側レールインナとその車外側に設けた後側レールリィンフォースとで閉断面をなし、
   上記センタピラーはピラーインナとその車外側に設けたピラーリィンフォースとで閉断面をなし、
   上記ピラーインナおよびピラーリィンフォースの上端は、これらの前側および後側に上記幅拡大部を形成し、
   上記前側レールインナと前側レールリィンフォースの後端、および上記後側レールインナと後側レールリィンフォースの前端には、それぞれ上記幅拡大部を形成し、
   前側レールインナと後側レールインナの端末を前後に連結するとともに、前側レールリィンフォースと後側レールリィンフォースの端末を前後に連結することにより前側および後側レール部を連結し、
   上記前側レールインナおよび前側レールリィンフォースの上記幅拡大部を重ね合わせ、かつこれらに上記センタピラーの前側の幅拡大部を重ね合わせ結合して上記前側のコーナー部を形成し、
   上記後側レールインナおよび後側レールリィンフォースの上記幅拡大部を重ね合わせ、かつこれらに上記センタピラーの後側の幅拡大部を重ね合わせ結合して上記後側のコーナー部を形成し、
   上記センタピラーのピラーインナの上端上縁部を上記前側レールインナの後端および後側レールインナの前端に重ね合わせ結合するとともに、上記センタピラーのピラーリィンフォースの上端上縁部を上記前側レールリィンフォースの後端および後側レールリィンフォースの前端に重ね合わせ結合した請求項１に記載の自動車のルーフサイドレール構造。
3. 上記前側レールインナと後側レールインナは、これらの端末同士を重ね合わせて前後に連結し、
   上記前側レールリィンフォースと後側レールリィンフォースは、これら端末同士を重ね合わせて前後に連結した請求項２に記載の自動車のルーフサイドレール構造。

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