JP5045322B2 - バックドア開口部のボディ構造 - Google Patents

Description

本発明は、バックドア開口部のボディ構造に関する。

車体を構成する部材同士の溶接部に剥離が生じることを防止することを目的として、溶接部分に入力される荷重がせん断荷重となるように、各部を構成することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

ところで、ステーションワゴンタイプの車体等に備えられるバックドア開口部周りに配設されたフレームの上側コーナー部には、悪路走行時等のサスペンションからの荷重入力に耐え得る強度が要求され、そのために、上記フレームの上側コーナー部を構成するパネル部材同士の溶接部に剥離が生じ難くすることが求められる。
特開平４−６６３７４号公報

本発明は、上記事実を考慮し、バックドア開口部周りに配設されたフレームの上側コーナー部を構成するパネル部材同士の溶接部に剥離が生じ難くすることができるバックドア開口部のボディ構造を提供することを目的とする。

請求項１に記載のバックドア開口部のボディ構造は、バックドア開口部の上側コーナー部の周りに配設されたルーフサイドインナエクステンションと、前記ルーフサイドインナエクステンションの車体外側に重ねて配設されて、前記ルーフサイドインナエクステンションと車体前後方向両側の第１溶接部で路面入力方向に対して剥離方向に溶接され、車体前後方向両側の第１溶接部の間に車体上方向へ立ち上がった立壁部を備えるＤピラーアウタと、前記立壁部に当接するように配設されて前記立壁部と溶接された第２溶接部と、を有することを特徴とする。

請求項１に記載のバックドア開口部のボディ構造では、バックドア開口部の上側コーナー部の周りにおいて、ルーフサイドインナエクステンションの車体外側にＤピラーアウタが重ねて配設され、Ｄピラーアウタが、ルーフサイドインナエクステンションと車体前後方向両側の第１溶接部で路面入力方向に対して剥離方向に溶接されている。

ここで、前後両側の第１溶接部の間において、車体上方へ立ち上がった立壁部がＤピラーアウタに形成され、第２溶接部が立壁部に当接するように配設されており、立壁部と第２溶接部とが溶接されている。

このため、サスペンション等からルーフサイドインナエクステンションやＤピラーアウタ等に対して、車体上下方向の荷重が入力された場合には、第２溶接部にせん断荷重が入力され、当該第２溶接部からせん断方向へ荷重が伝達されるため、車体前後方向両側の第１溶接部に入力される剥離荷重を抑制できる。

よって、バックドア開口部周りに配設されたフレームの上側コーナー部を構成するパネルである、ルーフサイドインナエクステンションとＤピラーアウタとの溶接部に剥離が生じ難くすることができる。

請求項２に記載のバックドア開口部のボディ構造は、請求項１に記載のバックドア開口部のボディ構造であって、前記第２溶接部を前記ルーフサイドインナエクステンションから車体上方へ立設された立片に設けたことを特徴とする。

請求項２に記載のバックドア開口部のボディ構造では、ルーフサイドインナエクステンションから車体上方へ立設された立片に設けられた第２溶接部が立壁部と溶接されており、サスペンション等からルーフサイドインナエクステンションやＤピラーアウタ等に対して、車体上下方向の荷重が入力された場合には、第２溶接部にせん断荷重が入力され、当該第２溶接部からせん断方向へ荷重が伝達されるため、車体前後方向両側の第１溶接部に入力される剥離荷重を抑制できる。

請求項３に記載のバックドア開口部のボディ構造は、請求項１に記載のバックドア開口部のボディ構造であって、前記バックドア開口部の上側コーナー部の周りに配設されて、端部に前記第２溶接部が設けられたパネル部材を有することを特徴とする。

請求項３に記載のバックドア開口部のボディ構造では、バックドア開口部の上側コーナー部の周りに配設されたパネル部材の端部に設けられた第２溶接部が立壁部と溶接されている。

これにより、サスペンション等からルーフサイドインナエクステンションやＤピラーアウタ等に対して、車体上下方向の荷重が入力された場合には、第３のパネル部材に設けられた第２溶接部にせん断荷重が入力され、当該第２溶接部からせん断方向へ荷重が伝達されるため、上記車体前後方向両側の第１溶接部に入力される剥離荷重を抑制できる。

また、バックドア開口部周りに配設されたフレームの上側コーナー部を構成するパネル部材に第２溶接部を設けたことにより、切り起こしや別部材の溶接等によるルーフサイドインナエクステンションへの第２溶接部の形成が不要となったため、ルーフサイドインナエクステンションの製造工程数を低減でき、また、製造を容易化できる。

以上説明したように、本発明によれば、バックドア開口部周りに配設されたフレームの上側コーナー部を構成するパネル同士の溶接部に剥離が生じ難くすることができるバックドア開口部のボディ構造を提供できる。

次に、本発明の開口部構造の一実施形態を図１乃至図１２に従って説明する。
なお、図中矢印ＦＲは車体前方方向を、矢印ＵＰは車体上方方向を、矢印ＩＮは車幅内側方向を示す。

図１に示すように、本発明の第１実施形態に係るバックドア開口部のボディ構造を備える車体１０は、ステーションワゴンタイプとされている。なお、車体後部の左右両側のリヤサスペンションタワー１９間をクロスメンバにより補強する場合が多いが、本実施形態の車体１０では、そのような補強は行われていない。

車体１０の後部には、バックドア（図示省略）により開閉されるバックドア開口部１４が設けられている。このバックドア開口部１４は、矩形状とされており、その左右上側のコーナー部１４Ａ（上側コーナー部）は、Ｄピラー１６の上端部とリヤルーフヘッダ１８の左右両端部との結合部（以下、上側コーナー部という）１５により囲われている。

図２及び図３に示すように、Ｄピラー１６は、ルーフサイドインナ２０と、Ｄピラーアウタ２２と、サイドメンバアウタ２４と、トルーフ（パネル部材）２６とが重ね合わされスポット溶接されて構成されている。また、リヤルーフヘッダ１８は、ルーフサイドインナエクステンション（以下、ルーフサイドインナＥＸＴという）２８と、リヤルーフヘッダロア３０と、リヤルーフヘッダアッパ３２と、ルーフ３４とが重ね合わされスポット溶接されて構成されている。

ルーフサイドインナ２０は、Ｄピラー１６やルーフサイドレール３６等の車体内側部を構成するパネルとされている。このルーフサイドインナ２０には、クォーターガラス（図示省略）が嵌め込まれる後端側が鋭角とされた略三角形状の開口部２０Ａが形成されており、この開口部２０Ａの車幅方向内側の長尺部２０Ｂが、Ｄピラー１６及びルーフサイドレール３６の車体内側部を構成している。また、長尺部２０Ｂの中間部であり、上記上側コーナー部１４Ａに相当する部位には、車幅方向へ延出したコーナー形成部２０Ｃが形成されている。

また、Ｄピラーアウタ２２は、車体上下方向を長手方向とするパネルとされており、ルーフサイドインナ２０の長尺部２０Ｂの車体外側に重ねて配設されており、Ｄピラーアウタ２２と長尺部２０Ｂとの車幅方向両端部等がスポット溶接されている。Ｄピラーアウタ２２の上端部は、上記上側コーナー部１４Ａに相当する位置において車幅方向内側へ湾曲されており、コーナー形成部２０Ｃと一部重合している。

また、サイドメンバアウタ２４は、Ｄピラー１６やルーフサイドレール３６等の車体外側部を構成するパネルとされている。このサイドメンバアウタには、上記開口部２０Ａと同様の形状及び配置の開口部２４Ａが形成されており、この開口部２４Ａの車幅方向内側の長尺部２４Ｂが、Ｄピラー１６及びルーフサイドレール３６の車体外側部を構成している。この長尺部２４Ｂは上記長尺部２０Ｂの車体外側に重ねて配設されており、長尺部２４Ｂと長尺部２０Ｂとは、その車幅方向両端部をスポット溶接されている。また、サイドメンバアウタ２４の開口部２４Ａの周囲とルーフサイドインナ２０の開口部２０Ａの周囲とがスポット溶接されている。

また、トルーフ２６は、Ｄピラー１６の車体外側部における車幅方向内側端部を構成する長尺のパネルとされており、その車幅方向外側端部がサイドメンバアウタ２４の長尺部２４Ｂの車幅方向内側端部にスポット溶接され、その車幅方向内側端部がＤピラーアウタ２２の車幅方向内側端部にスポット溶接されている。

また、ルーフサイドインナＥＸＴ２８は、リヤルーフヘッダ１８の車体内側部を構成するパネルとされ、その車幅方向外側がコーナー形成部２０Ｃの車体外側に重ねて配設されており、ルーフサイドインナＥＸＴ２８の車幅方向外側とコーナー形成部２０Ｃとの車体前後方向両端部等がスポット溶接されている。

また、リヤルーフヘッダロア３０は、リヤルーフヘッダ１８の車体内側部を構成するパネルとされ、その車幅方向外側端部がルーフサイドインナＥＸＴ２８の車幅方向内側端部に重ねて配設されており、リヤルーフヘッダロア３０の車幅方向外側端部とルーフサイドインナＥＸＴ２８の車幅方向内側端部とがスポット溶接されている。

また、リヤルーフヘッダアッパ３２は、リヤルーフヘッダロア３０、ルーフサイドインナＥＸＴ２８、及びＤピラーアウタ２２の上端部の車体外側に重ねて配設される長尺のパネルとされており、リヤルーフヘッダアッパ３２の車体前後方向両端部と、リヤルーフヘッダロア３０等の車体前後方向両端部とがスポット溶接されている。

また、ルーフ３４は、車体１０のルーフ部を構成する矩形状のパネルとされており、ルーフ３４の後端部とリヤルーフヘッダアッパ３２の後端部とがスポット溶接され、また、ルーフ３４の車幅方向外側端部とサイドメンバアウタ２４の車幅方向内側端部とがスポット溶接されている。

ここで、Ｄピラーアウタ２２とルーフサイドインナＥＸＴ２８との結合構造について説明する。

図４（Ａ）、（Ｂ）及び図５（Ａ）に示すように、ルーフサイドインナＥＸＴ２８は、その車体前後方向両端部にスポット溶接用のフランジ部２８Ａ、２８Ｂが形成されたパネルとされており、フランジ部２８Ａとフランジ部２８Ｂとの間には、車体下側へ凹んだ平坦面２８Ｃが設けられている。

平坦面２８ＣにおけるＤピラーアウタ２２が重なる位置には、切り起こし片であるスポット溶接用の打点片２８Ｄが形成されている。この打点片２８Ｄは、矩形状に形成され、鉛直方向（車体上下方向）に対して僅かに、車体前方側へ傾斜している（車体上方へ立ち上がっている）。

また、Ｄピラーアウタ２２は、車体上下方向を長手方向とするパネルとされており、その上端部（以下、コーナー部という）２２Ａは、車幅方向内側へ湾曲されてルーフサイドインナＥＸＴ２８と共に上側コーナー部１４Ａを形成している。

コーナー部２２Ａの車体前後方向両端部には、スポット溶接用のフランジ部２２Ｂ、２２Ｃが形成され、フランジ部２２Ｂとフランジ部２２Ｃとの間には、車体上側へ凸とされた平坦面２２Ｄが形成されている。フランジ部２２Ｂは、フランジ部２８Ａに路面入力に対して剥離方向（車体上下方向）にスポット溶接され（×印で図示する第１溶接部としてのスポット溶接部Ｓ１）、フランジ部２２Ｃは、平坦面２８Ｃにおける打点片２８Ｄより車体後方側に、路面入力に対して剥離方向（車体上下方向）にスポット溶接されている（×印で図示する第１溶接部としてのスポット溶接部Ｓ２）。

ここで、コーナー部２２Ａにおけるフランジ部２２Ｃと平坦面２２Ｄとの間には、車体上下方向に対して若干、車体前方側へ傾斜した（車体上方へ立ち上がった）立壁部２２Ｅが形成されており、この立壁部２２Ｅの背面（裏面）が打点片２８Ｄと面接状態となるように構成されると共に、立壁部２２Ｅの背面と打点片２８Ｄとが車体前後方向にスポット溶接されている（図４に斜線で図示し、図５に×印で図示する第２溶接部としてのスポット溶接部Ｓ３）。

次に、本実施形態における作用について説明する。

上述したように、本実施形態における車体１０では、リヤサスペンションタワー１９間においてクロスメンバによる補強が行われていないことから、悪路走行時等のサスペンションからの荷重入力（路面入力）により、バックドア開口部１４周りのフレーム（Ｄピラー１６やリヤルーフヘッダ１８等）に捻り変形が生じ易くなっている。このため、図６に誇張して示すように、上側コーナー部１４Ａにおいて車体上下方向に対する角度変化が生じ、バックドア開口部１４周りのフレームが平行四辺形状に変形する。これにより、図５（Ｂ）に示すように、上側コーナー部１４Ａでは、フランジ部２２Ｂとフランジ部２８Ａとのスポット溶接部Ｓ１や、フランジ部２２Ｃとフランジ部２８Ｂとのスポット溶接部Ｓ２等、車体上下方向に重ねて配設されスポット溶接された部位に対して車体上下方向の荷重が入力（路面入力）される。

即ち、下側に配設されたルーフサイドインナ２０及びルーフサイドインナＥＸＴ２８には下向き荷重が入力され、上側に配設されたＤピラーアウタ２２及びリヤルーフヘッダアッパ３２には、上向き荷重が入力されるため、スポット溶接部Ｓ１及びスポット溶接部Ｓ２には、剥離荷重が作用する。

ここで、スポット溶接部Ｓ１とスポット溶接部Ｓ２との間には、立壁部２２Ｅの背面と打点片２８Ｄとのスポット溶接部Ｓ３が設けられている。打点片２８Ｄは、ルーフサイドインナＥＸＴ２８から車体上方へ立設され、その打点片２８Ｄに対して、Ｄピラーアウタ２２に設けられた立壁部２２Ｅの背面が、面接状態でスポット溶接されている。

即ち、Ｄピラーアウタ２２とルーフサイドインナＥＸＴ２８とは、車体前後方向両側のスポット溶接部Ｓ１とスポット溶接部Ｓ２とで結合されると共に、これらの間において、車体上方へ立ち上がった結合面同士をスポット溶接部Ｓ３により結合されている。

このため、スポット溶接部Ｓ３に対して車体上下方向の荷重、即ちせん断荷重が入力されることにより、スポット溶接部Ｓ３からせん断方向へ荷重が伝達され、これにより、スポット溶接部Ｓ１、Ｓ２に入力される剥離荷重が軽減される。

一方、図７（Ａ）、（Ｂ）に示すように、スポット溶接部Ｓ１とスポット溶接部Ｓ２との間にスポット溶接部Ｓ３を設けない場合には、スポット溶接部Ｓ１、Ｓ２に入力される剥離荷重に対する軽減効果が働かず、本実施形態と比較して、スポット溶接部Ｓ１、Ｓ２における剥離が発生し易くなる。このため、Ｄピラーアウタ２２やルーフサイドインナＥＸＴ２８等の上側コーナー部１４Ａを構成するパネルの板厚を増加したり、これらのパネルにより構成されるＤピラー１６及びリヤルーフヘッダ１８の断面積を拡大したりすることにより、上側コーナー部１４Ａの強度・剛性を高める必要がある。

これに対して、本実施形態では、上述したように、スポット溶接部Ｓ１、Ｓ２に入力される剥離荷重を軽減でき、スポット溶接部Ｓ１、Ｓ２における剥離が生じ難くなっていることから、上側コーナー部１４Ａを構成するパネルの板厚増加、及びＤピラー１６及びリヤルーフヘッダ１８の断面積の増加をすることなく、又は抑えつつ、上側コーナー部１４Ａの強度を確保することが可能である。従って、車体重量の増加やリヤラゲッジスペースにおけるヘッドクリヤランスの減少を抑制できる。

なお、本実施形態では、切り起こしにより打点片２８ＤをルーフサイドインナＥＸＴ２８に形成したが、図８及び図９に示すように、打点片２８ＤをルーフサイドインナＥＸＴ２８とは別部材のパッチ２９として溶接や締結等によりルーフサイドインナＥＸＴ２８の平坦面２８Ｃに結合させてもよい。

次に、本発明の第２実施形態について説明する。なお、第１実施形態と同様の構成には同一の符号を付し、説明は省略する。

図１０に示すように、本実施形態では、トルーフ２６の上端部が、ルーフサイドインナＥＸＴ２８の車幅方向外側端部まで延設されている。図１１及び図１２（Ａ）、（Ｂ）に示すように、トルーフ２６の上端部は、Ｄピラーアウタ２２の車幅方向内側端部の車体外側に重ねられており、トルーフ２６の上端部に形成された立壁部２６Ａ（打点面）の背面（裏面）は、Ｄピラーアウタ２２の立壁部２２Ｅの表面にスポット溶接されている。

次に、本実施形態における作用について説明する。

第１実施形態と同様、悪路走行時等のサスペンションからバックドア開口部１４周りのフレーム（Ｄピラー１６やリヤルーフヘッダ１８等）への車体上下方向の荷重入力により、スポット溶接部Ｓ１及びスポット溶接部Ｓ２には、剥離荷重が作用する。

しかし、スポット溶接部Ｓ１とスポット溶接部Ｓ２との間には、トルーフ２６の上端部の背面とＤピラーアウタ２２の表面とを結合するスポット溶接部Ｓ３が設けられており、トルーフ２６とＤピラーアウタ２２との溶接面が車体上方へ立ち上げられている。

これにより、第１実施形態と同様、スポット溶接部Ｓ３に対して車体上下方向の荷重、即ちせん断荷重が入力されることにより、スポット溶接部Ｓ３からせん断方向へ荷重が伝達され、これにより、スポット溶接部Ｓ１、Ｓ２に入力される剥離荷重が軽減される。

従って、上側コーナー部１４Ａを構成するパネルの板厚増加、及びＤピラー１６及びリヤルーフヘッダ１８の断面積の増加をすることなく、又は抑えつつ、上側コーナー部１４Ａの強度を確保することが可能であり、以って、車体重量の増加やリヤラゲッジスペースにおけるヘッドクリヤランスの減少を抑制できる。

また、本実施形態では、従来から存するトルーフ２６の上端部に打点面を設定したことにより、切り起こしや別部材の溶接等による打点面の形成が不要となったため、ルーフサイドインナＥＸＴ２８の製造工程数を低減でき、また、製造を容易化できる。

本発明の第１実施形態に係るバックドア開口部のボディ構造を備える車体の後部を示す斜視図である。 本発明の第１実施形態に係るバックドア開口部のボディ構造を備える車体の後部を示す分解斜視図である。 本発明の第１実施形態に係るバックドア開口部のボディ構造を備える車体の後部を示す（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は分解斜視図である。 本発明の第１実施形態に係るバックドア開口部のボディ構造におけるＤピラーアウタとルーフサイドインナＥＸＴとの結合構造を示す（Ａ）は分解斜視図、（Ｂ）は斜視図である。 （Ａ）、（Ｂ）は、本発明の第１実施形態に係るバックドア開口部のボディ構造を示す側断面図である。 車体後部の変形を誇張して示す斜視図である。 （Ａ）、（Ｂ）は、比較例に係るバックドア開口部のボディ構造を示す側断面図である。 本発明の第１実施形態の変形例に係るバックドア開口部のボディ構造におけるＤピラーアウタとルーフサイドインナＥＸＴとの結合構造を示す（Ａ）は分解斜視図、（Ｂ）は斜視図である。 本発明の第１実施形態の変形例に係るバックドア開口部のボディ構造を示す側断面図である。 本発明の第２実施形態に係るバックドア開口部のボディ構造を備える車体の後部を示す分解斜視図である。 本発明の第２実施形態に係るバックドア開口部のボディ構造におけるＤピラーアウタとルーフサイドインナＥＸＴとの結合構造を示す（Ａ）は分解斜視図、（Ｂ）は斜視図である。 （Ａ）、（Ｂ）は、本発明の第１実施形態に係るバックドア開口部のボディ構造を示す側断面図である。

符号の説明

１０ 車体
１４Ａ コーナー部（上側コーナー部）
１４ バックドア開口部
２２ Ｄピラーアウタ
２２Ｅ 立壁部
２６ トルーフ（パネル部材）
２８ ルーフサイドインナＥＸＴ
２８Ｄ 打点片（立片）
Ｓ１ スポット溶接部（第１溶接部）
Ｓ２ スポット溶接部（第１溶接部）
Ｓ３ スポット溶接部（第２溶接部）

Claims (3)

1. バックドア開口部の上側コーナー部の周りに配設されたルーフサイドインナエクステンションと、
   前記ルーフサイドインナエクステンションの車体外側に重ねて配設されて、前記ルーフサイドインナエクステンションと車体前後方向両側の第１溶接部で路面入力方向に対して剥離方向に溶接され、車体前後方向両側の第１溶接部の間に車体上方向へ立ち上がった立壁部を備えるＤピラーアウタと、
   前記立壁部に当接するように配設されて前記立壁部と溶接された第２溶接部と、
   を有することを特徴とするバックドア開口部のボディ構造。
2. 前記第２溶接部を前記ルーフサイドインナエクステンションから車体上方へ立設された立片に設けたことを特徴とする請求項１に記載のバックドア開口部のボディ構造。
3. 前記バックドア開口部の上側コーナー部の周りに配設されて、端部に前記第２溶接部が設けられたパネル部材を有することを特徴とする請求項１に記載のバックドア開口部のボディ構造。

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