JP5742574B2

JP5742574B2 - 車両のルーフ構造

Info

Publication number: JP5742574B2
Application number: JP2011174870A
Authority: JP
Inventors: 晃住ノ江
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2011-08-10
Filing date: 2011-08-10
Publication date: 2015-07-01
Anticipated expiration: 2031-08-10
Also published as: JP2013035489A

Description

本発明は、サンルーフ開口部が形成されたルーフパネルを備えた車両のルーフ構造に関する。

下記特許文献１に記載の自動車のルーフ構造では、ルーフパネルにサンルーフ開口部が設けられている。そして、ルーフパネルのフランジは、ルーフサイドパネルのフランジ及びルーフサイドレールのフランジとスポット溶接により接合されている。なお、ルーフサイドレールはルーフサイドレールインナとルーフサイドレールアウタとで構成されている。

特開２００７−１８６２０７号公報

しかしながら、通常スポット溶接によって４枚の鋼板同士を接合することは困難である。このため、上記ルーフ構造においてスポット溶接する場合には、ルーフパネルとルーフサイドパネルとルーフサイドレールアウタとの３枚の鋼板がスポット溶接によって接合された第１の溶接部と、ルーフサイドパネルとルーフサイドレールアウタとルーフサイドレールインナとの３枚の鋼板がスポット溶接によって接合された第２の溶接部とが、混在する。

また、通常、サンルーフ開口部の車両後方の角部に対して車幅方向外側では、接合強度のバランスを考慮して、上述した第１の溶接部と第２の溶接部とが車両前後方向に交互に設けられている。

ところで、車両が捩じれ変形する際のルーフパネルでは、サンルーフ開口部の車両後方角部の車幅方向外側部分が最も変形する。このため、この角部に対して車幅方向外側において第１の溶接部と第２の溶接部とが交互に設けられていると、この角部の車幅方向外側部分の変形によって、ルーフパネルがルーフサイドレールから剥離する可能性がある。このため、上記のルーフ構造では、ルーフパネルに接合されたサンルーフハウジングリテーナとルーフサイドレールとの間にサンルーフ用ブラケットを設けて、ルーフパネルを補強している。したがって、ルーフ構造では、ルーフパネルの変形によるルーフパネルのルーフサイドレールからの剥離を抑制できる構造にすることが望ましい。

本発明は、上記事実を考慮し、サンルーフ開口部を有するルーフパネルのルーフサイドレールに対する剥離を抑制できる車両のルーフ構造を提供することを目的とする。

請求項１に記載の車両のルーフ構造は、車両のルーフの一部を構成し、矩形状のサンルーフ開口部が形成されたルーフパネルと、前記ルーフパネルの車幅方向両側に設けられたルーフサイドレールの一部を構成し、車両前後方向に延設された溶接用のアウタ側延設部を備えたサイドアウタパネルと、前記ルーフサイドレールの一部を構成すると共に前記サイドアウタパネルの下方に設けられ、前記アウタ側延設部と当接されると共に車両前後方向に延設された溶接用のリインフォース側延設部を有するレールリインフォースと、前記ルーフパネルの車幅方向両側部に車両前後方向に延設されると共に前記アウタ側延設部と当接され、平面視における車幅方向において前記サンルーフ開口部の車両後方の角部と重なる重なり部を有すると共に、前記重なり部において前記アウタ側延設部及び前記リインフォース側延設部と車両前後方向に連続した３箇所以上の箇所で溶接によって接合されたルーフ側延設部と、前記レールリインフォースの下方に設けられ、前記リインフォース側延設部と当接されると共に車両前後方向に延設され且つ前記重なり部とは異なる部位において前記アウタ側延設部及び前記リインフォース側延設部に溶接によって接合されたフランジ部を有するルーフサイドレールインナと、を備えている。

請求項１に記載の車両のルーフ構造では、ルーフパネルが矩形状に形成されたサンルーフ開口部を有している。ルーフパネルの車幅方向外側部には、ルーフ側延設部が車両前後方向に沿って延設されており、ルーフ側延設部は、平面視における車幅方向において、サンルーフ開口部の車両後方の角部と重なる重なり部を有している。

このルーフパネルの車幅方向両側には、ルーフサイドレールが設けられており、ルーフサイドレールはサイドアウタパネルとレールリインフォースとを有している。サイドアウタパネルは、車両前後方向に延設された溶接用のアウタ側延設部を備えており、アウタ側延設部とルーフ側延設部とが当接している。また、レールリインフォースは、溶接用のリインフォース側延設部を有しており、リインフォース側延設部はアウタ側延設部と当接している。このため、ルーフ側延設部とアウタ側延設部とリインフォース側延設部とが、当接した状態でサンルーフ開口部の車幅方向外側に配置されている。また、レールリインフォースの下方には、ルーフサイドレールインナが設けられており、ルーフサイドレールインナは、車両前後方向に延設されフランジ部を有している。このフランジ部は、リインフォース側延設部に当接されると共に、重なり部とは異なる部位においてアウタ側延設部及びリインフォース側延設部に溶接によって接合されている。

ところで、車両が捩じれ変形する際のルーフパネルでは、サンルーフ開口部の車両後方角部の車幅方向外側部分が最も変形する。

ここで、ルーフ側延設部は、重なり部において、アウタ側延設部及びリインフォース側延設部と車両前後方向に連続した３箇所以上の箇所で溶接によって接合されている。これにより、車両が捩じれ変形する際のルーフパネルにおいて最も変形する部位に対応して、ルーフ側延設部のアウタ側延設部及びリインフォース側延設部との接合部位を纏まった状態で配置できる。このため、ルーフ側延設部の重なり部において、従来のルーフ構造のようなルーフ側延設部がアウタ側延設部に接合されない溶接部が混在する場合に比して、ルーフ側延設部の重なり部におけるルーフサイドレールとの接合強度を高くできる。したがって、ルーフパネルのルーフサイドレールに対する剥離を抑制できる。

以上により、本発明の車両のルーフ構造によれば、サンルーフ開口部を有するルーフパネルのルーフサイドレールに対する剥離を抑制できる。

本発明の実施の形態に係る車両のルーフ構造が適用された車両のルーフの車両右側部を示す上方から見た平面図である。図１に示される車両のルーフを車両左斜め上方から見た斜視図である。図１に示される車両のルーフの一部を示す車両前方から見た断面図（図１の３−３線断面図）である。図１に示される第１溶接部における接合状態を説明するための車両前方から見た断面図（図１の４−４線断面）である。図１に示される第２溶接部における接合状態を説明するための車両前方から見た断面図（図１の５−５線断面）である。ノーマル車両における車両のルーフの一部を上方から見た平面図である。図６に示されるノーマル車両の第２溶接部における接合状態を示す車両前方から見た概略した断面図（図４の２−２線断面）である。

図１には、本発明の実施の形態に係る車両のルーフ構造Ｓが適用された車両１０のルーフの車両右側部が上方から見た平面図にて示されており、図２には、車両１０のルーフが車両左斜め上方から見た斜視図にて示されている。なお、これらの図面に適宜示される矢印ＦＲは車両前方を示し、矢印ＲＨは車両右方（車幅方向右側）を示し、矢印ＵＰは上方を示す。

これらの図に示すように、車両のルーフ構造Ｓでは、車両１０のルーフの一部を構成するルーフパネル１２を備えている。ルーフパネル１２は、板金により製作されている。ルーフパネル１２には、略矩形状のサンルーフ開口部１４が設けられており、サンルーフ開口部１４の角部１４Ａは、半径Ｒの円弧状に形成されている（図１では、サンルーフ開口部１４の車両右後方の角部１４Ａのみ示されている）。また、平面視における車幅方向においてサンルーフ開口部１４の車両後方部が車両１０のセンタピラー２０に重なる位置に設定されている。

図３に示すように、ルーフパネル１２の車幅方向両側部には、縦壁１６が一体に設けられている。縦壁１６は、ルーフパネル１２の車幅方向両側部から略下方へ形成されると共に、車両前後方向に延在されている。縦壁１６の下端部には、ルーフ側延設部としてのフランジ部１８が一体に設けられている。フランジ部１８は縦壁１６の下端部から車幅方向外側（車幅方向右側）へ形成されると共に、車両前後方向に沿って延在されている。

図１及び図２に示すように、ルーフパネル１２の車幅方向両側には、ルーフサイドレール２２が設けられている。ルーフサイドレール２２は、略車両前後方向に延在されており、ルーフサイドレール２２の長手方向中間部が車両１０のセンタピラー２０の上端部に結合されている。図３に示すように、このルーフサイドレール２２は、サイドアウタパネル２４と、レールリインフォース３０と、ルーフサイドレールインナ３４とで構成されている。

サイドアウタパネル２４は、板金により製作されて、ルーフパネル１２の車幅方向外側に設けられている。サイドアウタパネル２４は、車両前方から見て断面略ハット形状に形成されると共に、車幅方向内側斜め下方に開口されている。サイドアウタパネル２４の上部には、縦壁２６が一体に設けられており、縦壁２６は、ルーフパネル１２の縦壁１６と対向して配置されると共に、車両前後方向に延在されている。縦壁２６の下端部には、アウタ側延設部としてのフランジ部２８が一体に設けられている。フランジ部２８は、縦壁２６の下端部から車幅方向内側に形成されると共に、車両前後方向に沿って延在されている。また、フランジ部２８は、ルーフパネル１２のフランジ部１８の下方に配置されており、フランジ部２８の上面がフランジ部１８の下面に当接されている。

レールリインフォース３０は、板金により製作されて、サイドアウタパネル２４の下方に設けられている。レールリインフォース３０は、車両前方から見て断面略ハット形状に形成されると共に、車幅方向内側斜め下方に開口されている。レールリインフォース３０の上端部には、リインフォース側延設部としてのフランジ部３２が一体に設けられており、フランジ部３２は、車両前後方向に沿って延在されている。また、フランジ部３２は、サイドアウタパネル２４のフランジ部２８の下方に配置されており、フランジ部３２の上面がフランジ部２８の下面に当接されている。

ルーフサイドレールインナ３４は、板金により製作されて、レールリインフォース３０の下方に設けられている。ルーフサイドレールインナ３４の上端部には、フランジ部３６が一体に設けられており、フランジ部３６は、車両前後方向に沿って延在されている。また、フランジ部３６は、サイドアウタパネル２４のフランジ部３２の下方に配置されており、フランジ部３６の上面がフランジ部３２の下面に当接されている。なお、フランジ部３６の車幅方向外側において、ルーフサイドレールインナ３４とレールリインフォース３０とで閉断面が形成されている。

以上により、ルーフパネル１２のフランジ部１８と、サイドアウタパネル２４のフランジ部２８と、レールリインフォース３０のフランジ部３２と、ルーフサイドレールインナ３４のフランジ部３６との４枚の鋼板が、この順に下方に積層されており、この部分が積層部３８とされている。この積層部３８は、ルーフパネル１２のサンルーフ開口部１４の車幅方向外側に配置されると共に、車両前後方向に沿って延在されている。また、図１に示すように、平面視における車幅方向において、サンルーフ開口部１４の角部１４Ａ（図１に示す角部１４Ａの起点Ｂから終点Ｅまでの範囲）と重なる（オーバーラップする）フランジ部１８の部分（図１に示す矢印Ｗの範囲内における部分）が、重なり部４０とされている。

次に、ルーフパネル１２、サイドアウタパネル２４、レールリインフォース３０、及びルーフサイドレールインナ３４の接合について説明する。

ルーフパネル１２、サイドアウタパネル２４、レールリインフォース３０、及びルーフサイドレールインナ３４の接合は、積層部３８において、スポット溶接によって接合されている。また、通常スポット溶接では、４枚の鋼板同士を接合できないため、スポット溶接によって３枚の鋼板同士が接合された第１溶接部４２と第２溶接部４４とが設けられている。

第１溶接部４２では、ルーフパネル１２のフランジ部１８と、サイドアウタパネル２４のフランジ部２８と、レールリインフォース３０のフランジ部３２とが、図４の三角印で示される位置において、スポット溶接によって接合されている（図４では、説明の便宜上、ルーフサイドレールインナ３４をレールリインフォース３０から離間させている）。つまり、第１溶接部４２では、ルーフサイドレールインナ３４が接合されていない。

また、第２溶接部４４では、サイドアウタパネル２４のフランジ部２８と、レールリインフォース３０のフランジ部３２と、ルーフサイドレールインナ３４のフランジ部３６とが、図５の三角印で示される位置において、スポット溶接によって接合されている（図５では、説明の便宜上、ルーフパネル１２をルーフサイドレール２２から離間させている）。つまり、第２溶接部４４では、ルーフパネル１２が接合されていない。

図１に示すように、第１溶接部４２と第２溶接部４４とは、積層部３８において、所定の配置パターンに従って、車両前後方向に配置されている。なお、図１では、第１溶接部４２と第２溶接部４４とを途中から図示省略している。また、フランジ部１８の重なり部４０の範囲内には、第１溶接部４２が３つ設けられており、この重なり部４０における第１溶接部４２は、車両前後方向に所定間隔毎に離間して配置されると共に、連続して設けられている。つまり、重なり部４０において第１溶接部４２が連続して設けられているとは、重なり部４０において第１溶接部４２と第２溶接部４４とが混在していないことをいう。

このように、ルーフパネル１２とサイドアウタパネル２４とレールリインフォース３０とは、第１溶接部４２において接合されており、ルーフサイドレール２２を構成するサイドアウタパネル２４とレールリインフォース３０とルーフサイドレールインナ３４とは、第２溶接部４４において接合されている。

ここで、通常、ルーフパネル１２にサンルーフ開口部１４を備えていない車両１００（以下、この車両を「ノーマル車両」という）と本実施の形態の車両１０（以下、便宜上「サンルーフ付車両１０」という）とでは、ルーフパネル１２とルーフサイドレール２２との結合構造を共通にすることが望ましい。つまり、サンルーフ付車両１０とノーマル車両１００とにおいて、第１溶接部４２と第２溶接部４４の位置を共通に設定していることから、次にノーマル車両１００のルーフ構造について簡単に説明する。

図６に示すようにノーマル車両１００では、ルーフパネル１２の下方に長尺状のルーフリインフォース１０２が車幅方向に沿って架け渡されている。このルーフリインフォース１０２は、車両１０の剛性を考慮して、センタピラー２０の間に配置されている。このため、平面視における車幅方向において、ルーフリインフォース１０２がフランジ部１８の重なり部４０とオーバーラップしている。

また、ルーフリインフォース１０２の長手方向両端部には、２つのフランジ部１０４が設けられており、フランジ部１０４は、ルーフリインフォース１０２の長手方向両端部から車幅方向外側に突出されている。このフランジ部１０４は、車両前後方向に互いに離間して配置されると共に、フランジ部１８の重なり部４０に隣接した第２溶接部４４に対応した位置に設けられている。また、フランジ部１０４は、ルーフパネル１２のフランジ部１８とサイドアウタパネル２４のフランジ部２８との間に配置されている。なお、このフランジ部１０４は、ルーフリインフォース１０２と別体に構成された図示しないブラケットに設けると共に、当該ブラケットがルーフリインフォース１０２に結合される構成にしてもよい。この場合には、ブラケットを新たに設けることで、既製のルーフリインフォース１０２を利用しつつ、フランジ部１０４を設けることができる。

これにより、ルーフリインフォース１０２のフランジ部１０４が配置された以外の部分では、本実施の形態と同様に、第１溶接部４２においてルーフパネル１２とサイドアウタパネル２４とレールリインフォース３０とが接合されて、第２溶接部４４においてサイドアウタパネル２４とレールリインフォース３０とルーフサイドレールインナ３４とが接合される。

また、図７に示すように、ルーフリインフォース１０２のフランジ部１０４が配置された部分では、第２溶接部４４において、サイドアウタパネル２４とレールリインフォース３０とルーフサイドレールインナ３４とが、スポット溶接によって接合される。また、ルーフパネル１２のフランジ部１８とルーフリインフォース１０２のフランジ部１０４とが、第２溶接部４４の上方において、図７に示す三角印の位置においてスポット溶接により接合される。なお、図７では、説明の便宜上、ルーフリインフォース１０２をルーフサイドレールインナ３４から離間させている。これにより、ノーマル車両１００における第１溶接部４２と第２溶接部４４との位置が、サンルーフ付車両１０の第１溶接部４２と第２溶接部４４との位置と共通に設定されている。

次に本実施の形態の作用及び効果について説明する。

本実施の形態に係る車両のルーフ構造Ｓが適用された車両１０では、ルーフパネル１２がサンルーフ開口部１４を有している。また、サンルーフ開口部１４の車幅方向外側には、積層部３８が設けられており、積層部３８では、第１溶接部４２においてルーフパネル１２とサイドアウタパネル２４とレールリインフォース３０とが接合されており、第２溶接部４４において、サイドアウタパネル２４とレールリインフォース３０とルーフサイドレールインナ３４とが接合されている。

また、サンルーフ開口部１４の車両後方部は、車両１０のセンタピラー２０の間に配置されているため、当該部分がルーフパネル１２の車両前後方向の略中間部に配置されている。そして、車両１０が捩じれ変形する際のルーフパネル１２では、サンルーフ開口部１４の車両後方角部１４Ａの車幅方向外側部分が最も変形する。

ここで、ルーフパネル１２のフランジ部１８は、重なり部４０において、サイドアウタパネル２４のフランジ部２８及びレールリインフォース３０のフランジ部３２と車両前後方向に連続した３つの第１溶接部４２の部位で溶接によって接合されている。これにより、車両１０が捩じれ変形する際のルーフパネル１２において最も変形する部位に対応して、第１溶接部４２を纏まった状態で配置できる。このため、フランジ部１８の重なり部４０において、第１溶接部４２と第２溶接部４４とが交互に配置される場合に比して、フランジ部１８の重なり部４０におけるルーフサイドレール２２との接合強度を高くできる。したがって、ルーフパネル１２のルーフサイドレール２２に対する剥離を抑制できる。

しかも、フランジ部１８の重なり部４０において、第１溶接部４２と第２溶接部４４とが交互に配置される場合に比して、車両１０が捩じれ変形した際のルーフパネル１２のルーフサイドレール２２に対する耐久寿命を約３倍に向上できる。これにより、例えば、従来のルーフ構造のようなルーフパネル１２を補強するためのサンルーフ用ブラケットを省略できる。したがって、部品点数を削減できると共に、車両１０を軽量化できる。

また、フランジ部１８の重なり部４０において、第１溶接部４２を車両前後方向に連続して配置する構成にしても、ノーマル車両１００に用いられるルーフリインフォース１０２のフランジ部１０４の位置を第２溶接部４４の位置に対応させることで、サンルーフ付車両１０とノーマル車両１００との溶接位置の共通化を図ることができる。

なお、本実施の形態では、フランジ部１８の重なり部４０において、３つの第１溶接部４２が設けられているが、第１溶接部４２の個数はこれに限定されず、第１溶接部４２が３つ以上設けられていればよい。

また、本実施の形態では、フランジ部１８の重なり部４０において、第１溶接部４２が車両前後方向において所定間隔毎に配置されているが、隣接する第１溶接部４２間の間隔は任意に設定できる。

さらに、本実施の形態では、フランジ開口部１４の角部１４Ａは半径Ｒの円弧状に形成されているが、角部１４Ａの形状はこれに限らない。例えば、角部１４Ａがテーパ状に形成されていてもよい。

１０車両
１２ルーフパネル
１４サンルーフ開口部
１８フランジ部（ルーフ側延設部）
２２ルーフサイドレール
２４サイドアウタパネル
２８フランジ部（アウタ側延設部）
３０レールリインフォース
３２フランジ部（リインフォース側延設部）
４０重なり部
Ｓ車両のルーフ構造

Claims

車両のルーフの一部を構成し、矩形状のサンルーフ開口部が形成されたルーフパネルと、
前記ルーフパネルの車幅方向両側に設けられたルーフサイドレールの一部を構成し、車両前後方向に延設された溶接用のアウタ側延設部を備えたサイドアウタパネルと、
前記ルーフサイドレールの一部を構成すると共に前記サイドアウタパネルの下方に設けられ、前記アウタ側延設部と当接されると共に車両前後方向に延設された溶接用のリインフォース側延設部を有するレールリインフォースと、
前記ルーフパネルの車幅方向両側部に車両前後方向に延設されると共に前記アウタ側延設部と当接され、平面視における車幅方向において前記サンルーフ開口部の車両後方の角部と重なる重なり部を有すると共に、前記重なり部において前記アウタ側延設部及び前記リインフォース側延設部と車両前後方向に連続した３箇所以上の箇所で溶接によって接合されたルーフ側延設部と、
前記レールリインフォースの下方に設けられ、前記リインフォース側延設部と当接されると共に車両前後方向に延設され且つ前記重なり部とは異なる部位において前記アウタ側延設部及び前記リインフォース側延設部に溶接によって接合されたフランジ部を有するルーフサイドレールインナと、
を備えた車両のルーフ構造。