JP5703388B2 - 車体上部構造 - Google Patents
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Description
本発明は、車体側部の上方側で前後方向に延びるルーフサイドレールと、ルーフサイドレールに車幅外側端部が載置されるルーフパネルと、ルーフパネルの下方で車幅方向に延びるルーフアーチとを備えている改良された車体上部構造に関する。
この種の車体上部構造は、車体側部の上部で前後方向にルーフサイドレールが配置され、ルーフサイドレールにルーフパネルが載置され、ルーフサイドレールにスライドレールを配設する段部が形成され、センタピラー及びルーフサイドレールにルーフアーチが結合されたものが、例えば、特許文献1に開示されているように知られている。センタピラー及びルーフアーチは、段部の前端部を構成する立壁の近傍でルーフサイドレールに結合されている。
特許文献1に記載されている車体上部構造によれば、ルーフサイドレールに、ピラー及びルーフアーチを強固に結合することが可能である。
特許文献1に記載されている車体上部構造では、ピラー(センタピラー)及びルーフサイドレールの断面上にルーフアーチを載せ、ピラーにルーフアーチをボルト締結し、ルーフサイドレールにルーフアーチの先端をスポット溶接している。ピラーにルーフアーチがボルト締結されたのみであり、ルーフサイドレールとルーフアーチとの連続性がない結合なので、ピラーおよびルーフサイドレールの結合部に応力が集中しやすくなる。従って、ピラーに側面衝突荷重が入力され、ピラーからルーフアーチに荷重が伝達されるときに、荷重の伝達経路が折れ曲がり、円滑な荷重伝達を実現することができない。車体側部の強度及び剛性にも、一層の改善が望まれる。
本発明の課題は、ルーフサイドレールとルーフアーチとの相互間で効率よく荷重伝達することができるとともに、車体側部に側面衝突荷重が作用した際に、側面衝突に対する強度及び剛性の向上を図ることができる車体上部構造を提供することにある。
請求項1に係る発明によれば、車体側部の上方側で前後方向に延びるルーフサイドレールと、該ルーフサイドレールに車幅方向外側端部が載置されるルーフパネルと、該ルーフパネルの下方で車幅方向に延びるルーフアーチとを備えている車体上部構造であって、前記ルーフサイドレールは、前記ルーフパネルが載置されるレールフランジと、前記レールフランジの車幅方向外側端部から下方に垂下するレール縦壁と、前記レール縦壁の下端から車幅方向外側に延出するレール底壁と、スライドドア用のスライドレールを収納するために前記レール底壁及びレール縦壁を車幅中央側に向けて膨出させて形成した膨出部と、を備えており、前記ルーフアーチは、車幅方向外側端部が前記膨出部に結合されるとともに、前記レールフランジの下面側に結合される第1アーチフランジと、前記レール底壁の下面側に結合される第2アーチフランジとを備えている、車体上部構造が提供される。
請求項2に係る発明では、好ましくは、前記ルーフアーチは、車両上下方向に対向するアーチ底壁と、前記アーチ底壁の前後の端部から上方側に立ち上がるアーチ前壁及びアーチ後壁と、前記アーチ前壁の上端から前方に延出するアーチ前フランジと、前記アーチ後壁の上端から後方に延出するアーチ後フランジとにより形成される断面ハット状部とを含み、前記アーチ前フランジ及び前記アーチ後フランジの車幅方向外側端部が前記第1アーチフランジとされ、前記アーチ底壁の車幅方向外側端部が前記第2アーチフランジとされる。
請求項3に係る発明では、好ましくは、前記ルーフサイドレールは、前記膨出部の前端部から上方に立ち上がり、前記レール縦壁に連続するレール前壁を備え、前記レール前壁と前記アーチ前壁とは、車幅方向に連続するよう形成される。
請求項4に係る発明では、好ましくは、前記ルーフアーチは、前記第1アーチフランジと前記第2アーチフランジの間を連続するとともに、前記レール縦壁に沿うように延びるアーチ縦フランジを備えている。
請求項5に係る発明では、好ましくは、前記ルーフアーチは、前記アーチ底壁の一部を上方又は下方に突出させて形成したアーチビードを有し、前記アーチビードは、前記第1アーチフランジと前記第2アーチフランジの間を連続するよう形成されている。
請求項6に係る発明では、好ましくは、前記車体上部構造は、前記ルーフサイドレールと前記ルーフアーチとの結合部から下方に延出するピラーを備え、前記ピラーは、車幅方向に対向するピラー側壁と、前記ピラー側壁の前後の端部から車幅方向外側に延出するピラー前壁及びピラー後壁とを備えており、前記ピラー前壁と、前記レール前壁と、前記アーチ前壁とは、車幅方向に連続するよう形成されている。
請求項1に係る発明では、車体上部構造は、車体側部の上方側で前後方向に延びるルーフサイドレールと、ルーフサイドレールに車幅方向外側端部が載置されるルーフパネルと、ルーフパネルの下方で車幅方向に延びるルーフアーチとを備えている。ルーフサイドレールは、ルーフパネルが載置されるレールフランジと、レールフランジの車幅方向外側端部から下方に垂下するレール縦壁と、レール縦壁の下端から車幅外側に延出するレール底壁と、スライドドア用のスライドレールを収納するためにレール底壁及びレール縦壁を車幅中央側に向けて膨出させて形成した膨出部とを備えている。ルーフアーチは、車幅方向外側端部が、膨出部に結合されるとともに、レールフランジの下面側に結合される第1アーチフランジと、レール底壁の下面側に結合される第2アーチフランジとを備えている。すなわち、ルーフアーチが膨出部に結合されることで、ルーフサイドレールとルーフアーチとの相互間で効率よく荷重伝達することができる。また、第1アーチフランジ及び第2アーチフランジにより、ルーフサイドレールを上下の2点結合で車両内側及び車両下方側から支持したので、例えば、センタピラーからの荷重伝達効率をより向上させることができる。よって、側面衝突に対する強度及び剛性を向上することができる。
請求項2に係る発明では、ルーフアーチが、車両上下方向に対向するアーチ底壁と、アーチ底壁の前後の端部から上方側に立ち上がるアーチ前壁及びアーチ後壁と、アーチ前壁の上端から前方に延出するアーチ前フランジと、アーチ後壁の上端から後方に延出するアーチ後フランジとにより形成される断面ハット状部を含み、アーチ前フランジ及びアーチ後フランジの車幅外側端部が、第1アーチフランジとされ、アーチ底壁の車幅外側端部が、第2アーチフランジとされる。すなわち、ルーフアーチの断面ハット状部でルーフサイドレールを車両内側及び下方側から支持するように結合されることとなり、例えば、センタピラーからの荷重伝達効率をより向上させることができる。よって、側面衝突に対する強度及び剛性を向上させることができる。
請求項3に係る発明では、ルーフサイドレールに、膨出部の前端部から上方に立ち上がり、レール縦壁に連続するレール前壁を備え、レール前壁と、アーチ前壁とは、車幅方向に連続するよう形成されているので、側面衝突による荷重の入力方向に対して垂直方向に延びるアーチ前壁とレール前壁との間で荷重伝達させることができる。これにより、側面衝突の強度及び剛性を向上させることができる。
請求項4に係る発明では、ルーフアーチは、第1アーチフランジと第2アーチフランジの間を連続するとともに、レール縦壁に沿うように延びるアーチ縦フランジを備える。すなわち、ルーフサイドレールに対して結合される第1アーチフランジ及び第2アーチフランジ間を、アーチ縦フランジで連続させることで、一対の結合部間に稜線が形成されることとなり、車体側部の剛性及び強度を向上することができる。
請求項5に係る発明では、ルーフアーチに、アーチ底壁の一部を上方又は下方に突出させて形成したアーチビードを備え、アーチビードが、第1アーチフランジと第2アーチフランジの間を連続するよう形成される。すなわち、アーチビードによって、一対の結合部間に複数の稜線が形成されることとなり、車体側部の剛性及び強度を向上することができる。
請求項6に係る発明では、ルーフサイドレールとルーフアーチとの結合部から下方に延出するピラーを備え、ピラーに、車幅方向に対向するピラー側壁と、ピラー側壁の前後の端部から車幅外側に延出するピラー前壁及びピラー後壁とを備え、ピラー前壁と、レール前壁と、アーチ前壁とは車幅方向に連続するよう形成される。すなわち、側面衝突時に先に荷重が入力されるピラーにおいて、荷重の入力方向に対して垂直方向に延びる前壁から、アーチ前壁及びレール前壁を介して荷重伝達させることができ、側面衝突に対する強度及び剛性を向上させることができる。
以下、本発明の好ましい実施例について、添付した図面に基づいて詳細に説明する。
図1〜図3を参照するに、車体11は、車体上部11Aを覆うルーフパネル15と、このルーフパネル15を支えるルーフアーチ16と、車体側部11Bを覆うサイドパネル17と、このサイドパネル17に設けられた前後のドア開口部18,19と、後のドア開口部19にスライド自在に設けられたスライドドア21と、車体下部11Cを覆うフロアパネル23と、を備える。
ルーフパネル15、サイドパネル17、スライドドア21及びフロアパネル23は、車室車内12を構成する部材である。
サイドパネル17は、車室12側に設けられるインナ骨格27と、車外側に設けられるサイドアウタパネル(外板パネル)28と、サイドアウタパネル28の上下に渡されるセンタピラーアウタ29とを備えている。インナ骨格27は、フロントピラーインナ31、センタピラーインナ32、リヤピラーインナ33、ルーフサイドレール34、及びサイドシルインナ35とを備えている。
サイドアウタパネル28は、フロントピラーアウタ(フロントピラー部)41、リヤピラーアウタ(リヤピラー部)43、ルーフサイドレールアウタ(ルーフサイドレール部)44、サイドシルアウタ(サイドシル部)45、及びリヤフェンダ46を備えている。
センタピラー24は、センタピラーインナ32と、センタピラーアウタ29と、センタピラースティフナ47とからなる。ルーフサイドレール34は、上部がサイドアウタパネル28のルーフサイドレール部44で覆われる。サイドシル26は、サイドシルインナ35とサイドシル部45と、からなる。ルーフサイドレール34には、スライドドア21用のスライドレール51(図8参照)が配置される。
図2に示されているように、車体上部構造は、車体側部11Bの上部で前後方向に延びるルーフサイドレール34と、ルーフサイドレール34に車幅方向外側端部15aが載置されるルーフパネル15と、ルーフパネル15の下方で車幅方向に延びるルーフアーチ16とを備える。
図4に示すように、ルーフサイドレール34は、ルーフパネル15が載置されるレールフランジ61と、レールフランジ61の車幅外側端部61aから下方に垂下するレール縦壁64と、レール縦壁64の下端64aから車幅外側に延出するレール底壁65と、レール底壁65及びレール縦壁64を車幅中央側に向けて膨出させて形成した膨出部(スライドレール収納部)66と、を備える。
図9に示すように、膨出部66は、スライドドア21(図1)用のスライドレール51を収納するための部分である。スライドレール51は、レールハウジングロア52と、レールハウジングアッパ53とに格納されている。レールハウジングロア52と、レールハウジングアッパ53とでレール格納部55が形成される。
スライドレール51、レール格納部55(レールハウジングロア52及びレールハウジングアッパ53)でレールハウジングコンポーネント54が構成される。レールハウジングコンポーネント54には、スライドドア21(図1)がスライドレール51にスライドするためのレール開口部58が形成される。すなわち、具体的には膨出部66は、スライドレール51を収納したレールハウジングコンポーネント54を収納する部分である。
図4、図5および図6に示すように、ルーフサイドレール34は、膨出部66の前端部66aから上方に立ち上がり、レール縦壁64に連続するレール前壁67を備える。レール前壁67と、アーチ前壁75とは、車幅方向に連続するよう形成される。
図5および図7に示すように、ルーフアーチ16は、該ルーフアーチ16の車幅外側端部16aが膨出部66に結合されるとともに、レールフランジ61の下面61b側に結合される第1アーチフランジ71,71と、レール底壁65の下面65b側に結合される第2アーチフランジ72,72と、車両上下方向に対向するアーチ底壁74と、アーチ底壁74の前後の端部74a,74b(図7)から上方側に立ち上がるアーチ前壁75及びアーチ後壁76と、アーチ前壁75の上端75aから前方に延出するアーチ前フランジ77と、アーチ後壁76の上端76aから後方に延出するアーチ後フランジ78と、を備える。
ルーフアーチ16は、図7に示すように、アーチ底壁74、アーチ前壁75、アーチ後壁76、アーチ前フランジ77、アーチ後フランジ78により形成された断面ハット状部81を有する。第1アーチフランジ71,71は、アーチ前フランジ77及びアーチ後フランジ78の車幅方向外側端部である。
第1アーチフランジ71,71及び第2アーチフランジ72,72は、車体高さ方向に配置されているので、第2アーチフランジ72,72も、アーチ底壁74の車幅方向外側端部に位置する。
さらに、図6に示すように、ルーフアーチ16は、第1アーチフランジ71,71と第2アーチフランジ72,72との間を連続するとともに、レール縦壁64に沿うように延びるアーチ縦フランジ82,82を備える。
さらにまた、図7に示すように、ルーフアーチ16は、アーチ底壁74の一部を下方に突出させて形成したアーチビード83,83を備える。なお、アーチビード83,83は、上方に突出させて形成したものでもよい。
図6に示すように、第1アーチフランジ71,71、アーチ縦フランジ82,82、及び第2アーチフランジ72,72は、それぞれアーチ前フランジ77及びアーチ後フランジ78から、この順で車幅方向外側端部に向けて連続的に形成されている。アーチビード83,83は、第1アーチフランジ71,71と第2アーチフランジ72,72の間を連続するよう形成される。
ピラー(センタピラー)24は、ルーフサイドレール34とルーフアーチ16との結合部69a〜69eから下方に延出される。ルーフサイドレール34とルーフアーチ16との結合部69a〜69eは、スポット溶接による結合部である。
図10に示すように、センタピラー24は、車幅方向に対向するピラー側壁93と、ピラー側壁93の前後の端部93a,93bから車幅外側に延出するピラー前壁94及びピラー後壁95と、を備える。ピラー前壁94と、レール前壁67(図5)と、ルーフアーチ16のアーチ前壁75(図7)とは、車幅方向に連続するよう形成される。
図11(a),(b)は、従来例による比較例の車体上部構造を示している。図11(a)に示すように、比較例による車体上部構造は、センタピラー221のセンタピラーインナ222側にルーフアーチ223を載せる構造である。この車体上部構造では、ルーフアーチ223が、センタピラー221のセンタピラーインナ222側にボルト224で結合され、ルーフアーチ223の先端部のみが、ルーフサイドレール225にスポット溶接されている。
図11(b)に示すように、比較例の車体上部構造では、センタピラー221のセンタピラーインナ222にルーフアーチ223を載せる構造であり、センタピラーインナ222にボルト224(図11(a))で結合されているのみなので、センタピラー221に側面衝突による荷重が作用するときに、センタピラー221からルーフアーチ223に伝達される荷重は、矢印a1の如く折れ曲がるように伝達されるため、荷重の伝達効率が悪い。
図12(a),(b)は、本実施例による車体上部構造を示している。図12(a)に示すように、本実施例による車体上部構造は、ルーフサイドレール34とルーフアーチ16との結合部69a〜69e(図6)からピラー24が下方に向けて延出されている。ルーフサイドレール34には、スライドドア21(図1)用のスライドレール51(図9)を収納する膨出部(戸袋)66が形成され、この膨出部66に沿わせるように、ルーフアーチ16が複数のスポット溶接で接合されている。
従って、図12(b)に示すように、本実施例の車体上部構造では、センタピラー24に側面衝突による荷重が作用するときに、センタピラー24からルーフアーチ16に伝達される荷重は、矢印a2の如く膨出部(戸袋)66に沿ってルーフアーチ16に円滑に伝達することができる。すなわち、センタピラー24からルーフアーチ16に伝達される荷重の伝達効率がよい。
図1〜図10に示されているように、車体上部構造では、ルーフサイドレール34は、ルーフパネル15が載置されるレールフランジ61と、レールフランジ61の車幅方向外側端部61aから下方に垂下するレール縦壁64と、レール縦壁64の下端64aから車幅方向外側に延出するレール底壁65と、スライドドア21用のスライドレール51を収納するためにレール底壁65及びレール縦壁64を車幅中央側に向けて膨出させて形成した膨出部66とを備えている。
ルーフアーチ16は、図6に示すように、車幅方向外側端部16aが、膨出部66に結合されるとともに、レールフランジ61の下面61b側に結合される第1アーチフランジ71,71と、レール底壁65の下面65b側に結合される第2アーチフランジ72,72と、を備える。
すなわち、ルーフアーチ16が膨出部66に結合されることで、ルーフサイドレール34とルーフアーチ16との相互間で効率よく荷重伝達することができる。また、第1アーチフランジ71,71及び第2アーチフランジ72,72により、ルーフサイドレール34を上下の2点結合で車両内側及び車両下方側から支持したので、例えば、センタピラー24からの荷重伝達効率をより向上させることができる。よって、側面衝突に対する強度及び剛性を向上することができる。
図7に示すように、車体上部構造では、ルーフアーチ16は、車両上下方向に対向するアーチ底壁74と、アーチ底壁74の前後の端部74a,74bから上方側に立ち上がるアーチ前壁75及びアーチ後壁76と、アーチ前壁75の上端75aから前方に延出するアーチ前フランジ77と、アーチ後壁76の上端76aから後方に延出するアーチ後フランジ78と、により形成される断面ハット状部81を含み、アーチ前フランジ77及びアーチ後フランジ78の車幅方向外側端部が、第1アーチフランジ71,71とされ、アーチ底壁74の車幅方向外側端部が、第2アーチフランジ72,72とされる。
すなわち、ルーフアーチ16の断面ハット状部81でルーフサイドレール34を車両内側及び下方側から支持するように結合されることとなり、例えば、センタピラー24からの荷重伝達効率をより向上させることができる。よって、側面衝突に対する強度及び剛性を向上させることができる。
さらに、車体上部構造では、図4に示すように、ルーフサイドレール34に、膨出部66の前端部66aから上方に立ち上がり、レール縦壁64に連続するレール前壁67を備え、レール前壁67と、アーチ前壁75とは、車幅方向に連続するよう形成されるので、側突荷重の入力方向に対して垂直方向に延びるアーチ前壁75とレール前壁67との間で荷重伝達させることができる。これにより、対側突の強度及び剛性を向上させることができる。
図6に示すように、車体上部構造では、ルーフアーチ16に、第1アーチフランジ71,71と第2アーチフランジ72,72の間を連続するとともに、レール縦壁64に沿うように延びるアーチ縦フランジ82,82を備える。すなわち、ルーフサイドレール34に対して結合される第1アーチフランジ71,71及び第2アーチフランジ72,72間を、アーチ縦フランジ82,82で連続させることで、一対の結合部69a,69b及び69c,69d間に稜線85(図5)が形成されることとなり、車体側部11B(図2)の剛性及び強度を向上することができる。
車体上部構造では、図7に示すように、ルーフアーチ16は、アーチ底壁74の一部を上方又は下方に突出させて形成したアーチビード83,83を備え、アーチビード83,83が、第1アーチフランジ71,71と第2アーチフランジ72,72の間を連続するよう形成される。すなわち、アーチビード83,83によって、一対の結合部69a,69b及び69c,69d間に複数の稜線84(図5)が形成されることとなり、車体側部11Bの剛性及び強度を向上することができる。
ルーフサイドレール34とルーフアーチ16との結合部69a〜69eから下方に延出するピラー24が備えられ、ピラー24は、図10に示すように、車幅方向に対向するピラー側壁93と、ピラー側壁93の前後の端部934a,92bから車幅外側に延出するピラー前壁94及びピラー後壁95と、を備え、ピラー前壁94と、レール前壁67と、アーチ前壁75とは、車幅方向に連続するよう形成される。
すなわち、側面衝突時に先に荷重が入力されるピラー24において、図6に示すように、側突荷重の入力方向に対して垂直方向に延びる前壁から、アーチ前壁75及びレール前壁67を介して荷重伝達させることができ、側面衝突に対する強度及び剛性を向上させることができる。
尚、本発明に係る車体上部構造は、図4に示すように、ピラーはセンタピラー24であったが、これに限るものではなく、フロントピラーやリヤピラーなどのその他のピラーであってもよい。
本発明に係る車体上部構造は、セダンやワゴンなどの乗用車に採用するのに好適である。
11B…車体側部、15…ルーフパネル、15a…ルーフパネルの車幅方向外側端部、16…ルーフアーチ、24…ピラー(センタピラー)、34…ルーフサイドレール、51…スライドドア用のスライドレール、61…レールフランジ、61a…レールフランジの車幅外側端部、61b…レールフランジの下面、64…レール縦壁、64a…レール縦壁の下端、65…レール底壁、65b…レール底壁の下面、66…膨出部、66a…膨出部の前端部、67…レール前壁、69a〜69e…ルーフサイドレールとルーフアーチとの結合部(スポット結合部)、71…第1アーチフランジ、72…第2アーチフランジ、74…アーチ底壁、74a,74b…アーチ底壁の前後の端部、75…アーチ前壁、75a…アーチ前壁の上端、76…アーチ後壁、76a…アーチ後壁の上端、77…アーチ前フランジ、78…アーチ後フランジ、81…断面ハット状部、82…アーチ縦フランジ、83…アーチビード、93…ピラー側壁、94…ピラー前壁、95…ピラー後壁。
Claims (6)
- 車体側部の上方側で前後方向に延びるルーフサイドレールと、該ルーフサイドレールに車幅方向外側端部が載置されるルーフパネルと、該ルーフパネルの下方で車幅方向に延びるルーフアーチとを備えている車体上部構造であって、
前記ルーフサイドレールは、
前記ルーフパネルが載置されるレールフランジと、
前記レールフランジの車幅方向外側端部から下方に垂下するレール縦壁と、
前記レール縦壁下端から車幅方向外側に延出するレール底壁と、
スライドドア用のスライドレールを収納するために前記レール底壁及びレール縦壁を車幅中央側に向けて膨出させて形成した膨出部と、を備えており、
前記ルーフアーチは、
車幅方向外側端部が前記膨出部に結合されるとともに、
前記レールフランジの下面側に結合される第1アーチフランジと、
前記レール底壁の下面側に結合される第2アーチフランジと、を備えていることを特徴とする車体上部構造。 - 前記ルーフアーチは、
車両上下方向に対向するアーチ底壁と、
前記アーチ底壁の前後の端部から上方側に立ち上がるアーチ前壁及びアーチ後壁と、
前記アーチ前壁の上端から前方に延出するアーチ前フランジと、
前記アーチ後壁の上端から後方に延出するアーチ後フランジとにより形成される断面ハット状部とを含み、
前記アーチ前フランジ及び前記アーチ後フランジの車幅方向外側端部が前記第1アーチフランジとされ、
前記アーチ底壁の車幅方向外側端部が、前記第2アーチフランジとされる、請求項1に記載の車体上部構造。 - 前記ルーフサイドレールは、前記膨出部の前端部から上方に立ち上がり、前記レール縦壁に連続するレール前壁を備え、前記レール前壁と前記アーチ前壁とは、車幅方向に連続するよう形成される、請求項2に記載の車体上部構造。
- 前記ルーフアーチは、前記第1アーチフランジと前記第2アーチフランジの間を連続するとともに、前記レール縦壁に沿うように延びるアーチ縦フランジを備えている、請求項1に記載の車体上部構造。
- 前記ルーフアーチは、前記アーチ底壁の一部を上方又は下方に突出させて形成したアーチビードを有し、前記アーチビードは、前記第1アーチフランジと前記第2アーチフランジの間を連続するよう形成されている、請求項2に記載の車体上部構造。
- 前記車体上部構造は、前記ルーフサイドレールと前記ルーフアーチとの結合部から下方に延出するピラーを備え、前記ピラーは、車幅方向に対向するピラー側壁と、前記ピラー側壁の前後の端部から車幅方向外側に延出するピラー前壁及びピラー後壁とを備えており、前記ピラー前壁と、前記レール前壁と、前記アーチ前壁とは、車幅方向に連続するよう形成されている、請求項3に記載の車体上部構造。
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