JP6022522B2 - 車体構造 - Google Patents

Description

本発明は、車体構造に関するものである。

例えば、特許文献１には、リヤピラーアウタの上端から異なる方向へ延出する２つの延出部を設け、一方の延出部を車体前方の隣接する他部材に接合し、他方の延出部を車幅方向内側の隣接する他部材に接合した発明が記載されている。

実開昭６２−１１８７８５号公報

しかし、特許文献１の発明では、２つの延出部がリヤピラーアウタの上端に一体形成さているため、リヤピラーアウタの形状が複雑となり、成形性が悪かった。

また、近年は、車体の軽量化を図るために高強度材を使用して板厚を薄くする傾向にあるが、特許文献１のように複雑な形状のリヤピラーアウタを高強度材で形成することは困難であった。

本発明は、このような観点から創案されたものであり、良好な成形性を確保しつつ、十分な剛性・強度を確保できる車体構造を提供することを課題とする。

前記の課題を解決するために、本発明は、車体上面を構成するルーフパネルと、前記ルーフパネルの後端下方で車幅方向に延びるリヤルーフレールと、から成るルーフコンプと、車体側面を構成するサイドアウタパネルと、前記サイドアウタパネルの後方で上下方向に延びるとともに上端から車幅方向内側へ向けて延出する延出部を有するリヤピラーアウタと、前記延出部の前方に配置されるとともに前記延出部及び前記サイドアウタパネルに接合されるエクステンションと、から成るサイドコンプと、を備えた車体構造であって、前記延出部と前記エクステンションとをスポット溶接した第１スポット溶接部と、前記延出部と前記ルーフパネルとをスポット溶接した第２スポット溶接部と、を有しており、前記第１スポット溶接部は、相互に所定の第１溶接ピッチを空けて複数配置されており、前記第２スポット溶接部は、前記第１スポット溶接部に対して、前記第１溶接ピッチよりも短い第２溶接ピッチを空けて配置されていることを特徴とする。

要するに、本発明は、従来リヤピラーアウタと一体だった２つの延出部のうち一方を、別体のエクステンションで代用し、エクステンションをリヤピラーアウタに対して第１スポット溶接部で接合したものである。これにより、リヤピラーアウタと２つの延出部を一体形成した従来技術に比べ、リヤピラーアウタの形状が簡易となるため、成形性が良好になるとともに、リヤピラーアウタを高強度材で形成することが可能となる。
また、本発明によれば、第１スポット溶接部と第２スポット溶接部の間の第２溶接ピッチが、第１スポット溶接部同士の第１溶接ピッチよりも短いため、第１スポット溶接部及び第２スポット溶接部周辺の部材間の接合強度を高めることができる。これにより、リヤピラーアウタとリヤルーフレールとの間のコーナ部の剛性が向上するとともに、リヤピラーアウタに対するルーフパネルの接合強度が向上する。

また、前記延出部は、前記ルーフパネルによって後方から被覆される被覆部と、前記被覆部に形成され前記ルーフパネルから離間する方向へ窪む凹部と、を有しており、少なくとも１つの前記第１スポット溶接部は、前記凹部に形成されていることが好ましい。

かかる構成によれば、凹部によってリヤピラーアウタとルーフパネルとの間を部分的に所定距離だけ前後に離間させることができる。これにより、凹部にスポット溶接した際に、リヤピラーアウタがルーフパネルに接近する方向（車体後方）に変形したとしても、走行中の車体振動によるリヤピラーアウタとルーフパネルとの接触を防止し、ビビリ音の発生を抑制することができる。また、ルーフパネルの組付時にリヤピラーアウタとの干渉を防止し、組付作業性が向上する。

本発明の車体構造によれば、良好な成形性を確保しつつ、十分な剛性・強度を確保できる。

実施形態に係る車体構造が適用された車両を左斜め後方から見た斜視図である。 図１の要部拡大斜視図である。 図２からルーフパネルを取り外した状態を示す要部拡大斜視図である。 実施形態に係るエクステンションを示す斜視図である。 図２のＶ−Ｖ線に沿った断面図である。 図２のＶＩ−ＶＩ線に沿った断面図である。 図２のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った断面図である。

本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。説明において、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。なお、各図中に矢印で示される「前後」は、車体前後方向を示し、「上下」は、車体上下方向を示し、「左右」は、運転席から見た車体左右方向（車幅方向）を示している。

図１に示すように、本発明の車体構造が適用された車両Ｖは、車両Ｖの上部を構成するルーフコンプ１と、車両Ｖの側部を構成する左右一対のサイドコンプ２，２と、を備えている。車両Ｖは、その他に、左右のサイドコンプ２，２の後端下部を繋ぐリヤパネル３を備えている。車両Ｖの後端には、ドア開口部４が形成されている。ドア開口部４は、ルーフコンプ１、サイドコンプ２，２及びリヤパネル３に囲われて形成されている。ドア開口部４は、図示しないバックドアによって開閉可能に覆われる。なお、車両Ｖは、左右対称となっているため、以下の説明においては左側のみを説明し、右側の説明は省略する。

＜ルーフコンプ＞
ルーフコンプ１は、左右のサイドコンプ２，２間に設置されている。ルーフコンプ１は、車体上面を構成するルーフパネル１１と、ルーフパネル１１の後端の下方で車幅方向に延びるリヤルーフレール１２と、を備えている。図示は省略するが、ルーフコンプ１は、その他に、前後方向に沿って相互に離隔配置された複数のルーフレールを備える。

＜ルーフパネル＞
ルーフパネル１１は、車両Ｖの上側の意匠面を形成する板状の金属部材である。図２に示すように、ルーフパネル１１の左側縁には、側方フランジ部１１ａが折曲形成されている。側方フランジ部１１ａは、車幅方向外側へ向かう程下方に位置するように階段状に折り曲げられている。側方フランジ部１１ａは、後記するサイドアウタパネル２１やエクステンション２５にスポット溶接される部位である。ルーフパネル１１の後縁には、後フランジ部１１ｂが折曲形成されている。後フランジ部１１ｂは、後方へ向かう程下方に位置するように階段状に折り曲げられている。後フランジ部１１ｂは、後記するアッパアウタ２３の延出部２３ａの一部を後方から被覆する部位であるとともに、延出部２３ａにスポット溶接される部位である。スポット溶接による接合箇所については、後に詳しく説明する。

＜リヤルーフレール＞
図１に示すように、リヤルーフレール１２は、ルーフパネル１１を補強するための板状の金属部材である。リヤルーフレール１２の車外側端部は、ルーフパネル１１やアッパアウタ２３等に溶接で接合されている。

＜サイドコンプ＞
サイドコンプ２は、ルーフコンプ１の左端部を下方から支持している。サイドコンプ２は、車体側面を構成するサイドアウタパネル２１と、サイドアウタパネル２１の後方で上下方向に延びるリヤピラーアウタ２２と、リヤピラーアウタ２２の上端の前方に配置されるエクステンション２５と、を備えている。

＜サイドアウタパネル＞
サイドアウタパネル２１は、車両Ｖの左側の意匠面を形成する板状の金属部材である。図３に示すように、サイドアウタパネル２１の上縁には、上フランジ部２１ａが折曲形成されている。上フランジ部２１ａは、車幅方向内側へ向かう程下方に位置するように階段状に折り曲げられている。上フランジ部２１ａは、ルーフパネル１１やエクステンション２５にスポット溶接される部位である。スポット溶接による接合箇所については、後に詳しく説明する。

＜リヤピラーアウタ＞
図1に示すように、リヤピラーアウタ２２は、リヤピラーの一部を構成し、ルーフパネル１１の後端の左側を下方から支持するフレーム部材である。リヤピラーアウタ２２の上端の適所は、リヤルーフレール１２の車外側端部に前後に重ね合わされて接合されており、リヤピラーアウタ２２とリヤルーフレール１２は、ドア開口部４の上側のコーナ部４ａを構成している。リヤピラーアウタ２２は、上側のアッパアウタ２３と下側のロアアウタ２４の２部材に分割されて構成されている。

アッパアウタ２３は、サイドアウタパネル２１の後端に沿って上下方向に延びる板状の金属部材である。アッパアウタ２３は、上端から車幅方向内側へ向けて延出する延出部２３ａを有している。

図２、図３に示すように、延出部２３ａは、後方へ向かう程下方に位置するように階段状に折曲形成されている。延出部２３ａの延出端は、サイドアウタパネル２１やエクステンション２５よりも車幅方向内側に所定長だけ延出している。延出部２３ａは、ルーフパネル１１やエクステンション２５にスポット溶接される部位である。スポット溶接による接合箇所については、後に詳しく説明する。

延出部２３ａの上縁２３ｂ及び延出端縁２３ｃは、ルーフパネル１１によって後方から被覆されている。この被覆される部位は、特許請求の範囲における被覆部に相当するものである。上縁２３ｂにおいて、ルーフパネル１１によって被覆される部位には、ルーフパネル１１の後フランジ部１１ｂから離間する方向（前方）へ窪む凹部２３ｄが形成されている（図６参照）。凹部２３ｄは、水平断面視において、前側が凸となり後側が凹となるＶ字状に形成されている。この凹部２３ｄによって、アッパアウタ２３とルーフパネル１１との間を部分的に所定距離だけ前後に離間させることができる。

＜エクステンション＞
エクステンション２５は、延出部２３ａの前方に配置される金属部材であって、一枚の金属板をプレス成形して所定形状に形成されている。図４に示すように、エクステンション２５は、水平面となる基部２５ａと、基部２５ａの車外側端部から立ち上がる側壁部２５ｂと、基部２５ａ及び側壁部２５ｂの後端から延出するフランジ部２５ｃとで構成されている。

基部２５ａは、前後方向及び車幅方向に延びており、略矩形状を呈している。基部２５ａは、ルーフパネル１１やサイドアウタパネル２１にスポット溶接される部位である。スポット溶接による接合箇所については、後に詳しく説明する。

側壁部２５ｂは、上下方向及び前後方向に延びており、略矩形状を呈している。側壁部２５ｂは、サイドアウタパネル２１の上フランジ部２１ａの車幅方向外側に配置される部位である。

フランジ部２５ｃは、基部２５ａの後端から側壁部２５ｂの後端に亘って形成されており、略逆Ｌ字状を呈している。フランジ部２５ｃは、基部２５ａ及び側壁部２５ｂに直交する方向（上下方向及び左右方向）に延設されている。フランジ部２５ｃは、アッパアウタ２３の延出部２３ａにスポット溶接される部位である。フランジ部２５ｃの車内側部位には、前方に所定角度だけ折り曲げられた接合面部２５ｄが形成されている。接合面部２５ｄは、車幅方向内側へ向かう程前方に位置するように傾斜しており、凹部２３ｄを形成する縦壁の前面に重ね合わされて溶接で接合されている（図６参照）。

フランジ部２５ｃにおいて、基部２５ａと側壁部２５ｂとが交わる角部２５ｆ近傍部位には、２つのビード２５ｅが左右に並んで設けられている。ビード２５ｅは、前方に凸状となるように形成されている。車内側のビード２５ｅは、角部２５ｆから下方へ向けて延びている。車外側のビード２５ｅは、角部２５ｆから下方かつ車外側へ向けて延びている。ビード２５ｅ，２５ｅは、角部２５ｆから相互に遠ざかるように延出している。これらのビード２５ｅ，２５ｅを設けることにより、エクステンション２５の剛性・強度を高めることができる。

＜スポット溶接による接合箇所＞
次に、図２、図３、図５〜図７を参照して、スポット溶接による接合箇所について詳しく説明する。なお、各図中のＸ印は、スポット溶接による接合箇所を示している。

図２、図３に示すように、各部材は、第１スポット溶接部Ｓ１、第２スポット溶接部Ｓ２及び第３スポット溶接部Ｓ３によって相互に接合されている。

第１スポット溶接部Ｓ１は、アッパアウタ２３とエクステンション２５との２枚が重なり合う箇所に複数形成されている。詳細に説明すると、アッパアウタ２３の延出部２３ａとエクステンション２５のフランジ部２５ｃは、前後方向に重ね合わされた状態で、第１スポット溶接部Ｓ１によって３箇所を接合されている。図６に示すように、３つの第１スポット溶接部Ｓ１は、車幅方向に沿って相互に所定の第１溶接ピッチＰ１を空けて配置されている。第１溶接ピッチＰ１は、例えば２５ｍｍ前後に設定されている。最も右側に配置された第１スポット溶接部Ｓ１は、ルーフパネル１１に対して前方に離間する凹部２３ｄと接合面部２５ｄとの間に形成されている。なお、複数の第１スポット溶接部Ｓ１を凹部２３ｄと接合面部２５ｄとの間に形成してもよい。

図２、図５に示すように、第２スポット溶接部Ｓ２は、アッパアウタ２３とルーフパネル１１とが重なり合う箇所に形成されている。詳細に説明すると、アッパアウタ２３の延出部２３ａとルーフパネル１１の後フランジ部１１ｂは、前後方向に重ね合わされた状態で、第２スポット溶接部Ｓ２によって５箇所を接合されている。５つの第２スポット溶接部Ｓ２は、上下及び左右に所定のピッチを空けて配置されている。なお、図２中の符号Ｓ２１は、アッパアウタ２３とルーフパネル１１との２枚が溶接される箇所を示し、符号Ｓ２２は、アッパアウタ２３とルーフパネル１１とリヤルーフレール１２の３枚が溶接される箇所を示している。

最も左側に配置された第２スポット溶接部Ｓ２は、３つの第１スポット溶接部Ｓ１のうち中央に配置されたものに対して、第２溶接ピッチＰ２を空けて下方に離間配置されている。第２溶接ピッチＰ２は、第１溶接ピッチＰ１よりも短いピッチに設定されており、例えば１５ｍｍ前後に設定されている。なお、第２溶接ピッチＰ２を空けて配置される第２スポット溶接部Ｓ２の数は、適宜変更してよい。

ここで、溶接時のジュール発熱Ｑは、下記式によって表される。
Ｑ＝０．２４・Ｉ²・ｒ・ｔ
Ｉ：電流、ｒ：抵抗、ｔ：通電時間
第１スポット溶接部Ｓ１及び第２スポット溶接部Ｓ２を順次形成する場合、すなわち、第１スポット溶接部Ｓ１を形成した後に第２スポット溶接部Ｓ２を形成する場合には、第２スポット溶接部Ｓ２の形成時において第１スポット溶接部Ｓ１に分流が発生し、第２スポット溶接部Ｓ２に流れる電流が減少する。そのため、本実施形態では、分流分の電流をカバーするため、ジュール発熱公式における電流Ｉを大きくする、又は、通電時間ｔを長くすることで適切な短ピッチスポット溶接を実現している。

図２、図３、図７に示すように、第３スポット溶接部Ｓ３は、エクステンション２５とサイドアウタパネル２１とルーフパネル１１との３枚が重なり合う箇所に形成されている。詳細に説明すると、エクステンション２５の基部２５ａ、サイドアウタパネル２１の上フランジ部２１ａ及びルーフパネル１１の側方フランジ部１１ａは、下からこの順序で重ね合わされた状態で、第３スポット溶接部Ｓ３によって１箇所を接合されている。

本実施形態に係る車体構造が適用された車両Ｖは、基本的に以上のように構成されるものであり、次に、その組付方法及び作用効果について説明する。

はじめに、サイドアウタパネル２１とアッパアウタ２３とエクステンション２５とを相互に接合し、サイドコンプ２を作製する。
具体的には、アッパアウタ２３とエクステンション２５との２枚を第１スポット溶接部Ｓ１によって相互に接合する。また、エクステンション２５とサイドアウタパネル２１との２枚を図示しないスポット溶接部によって相互に接合する。さらに、サイドアウタパネル２１とアッパアウタ２３との２枚を図示しないスポット溶接部によって相互に接合する。

サイドコンプ２の作製前後や作製中に、ルーフパネル１１とリヤルーフレール１２とを図示しないスポット溶接部によって相互に接合し、ルーフコンプ１を作製する。

続いて、サイドコンプ２に対してルーフコンプ１を所定位置に設置した後、両者の適所を溶接で接合する。
具体的には、アッパアウタ２３とルーフパネル１１との２枚を第２スポット溶接部Ｓ２１によって相互に接合する。また、アッパアウタ２３とルーフパネル１１とリヤルーフレール１２との３枚を第２スポット溶接部Ｓ２２によって相互に接合する。さらに、エクステンション２５とサイドアウタパネル２１とルーフパネル１１との３枚を第３スポット溶接部Ｓ３によって相互に接合する。

以上説明した本実施形態に係る車体構造は、従来リヤピラーアウタと一体だった２つの延出部のうち一方を、別体のエクステンション２５で代用し、エクステンション２５をリヤピラーアウタ２２（アッパアウタ２３）に対して第１スポット溶接部Ｓ１で接合した構造である。これにより、リヤピラーアウタと２つの延出部を一体形成した従来技術に比べ、リヤピラーアウタ２２の形状が簡易となるため、成形性が良好になるとともに、リヤピラーアウタ２２を高強度材で形成することが可能となる。

また、本実施形態によれば、第２溶接ピッチＰ２が第１溶接ピッチＰ１よりも短い、所謂短ピッチスポット溶接を用いたため、第１スポット溶接部Ｓ１及び第２スポット溶接部Ｓ２周辺の部材間の接合強度を高めることができる。これにより、リヤピラーアウタ２２とリヤルーフレール１２との間のコーナ部４ａの剛性が向上するとともに、リヤピラーアウタ２２に対するルーフパネル１１の接合強度が向上する。

また、本実施形態によれば、凹部２３ｄによってリヤピラーアウタ２２とルーフパネル１１との間を部分的に所定距離だけ前後に離間させることができる。これにより、凹部２３ｄにスポット溶接した際に（凹部２３ｄに第１スポット溶接部Ｓ１を形成した際に）、リヤピラーアウタ２２がルーフパネル１１に接近する方向（車体後方）に変形したとしても、走行中の車体振動によるリヤピラーアウタ２２とルーフパネル１１との接触を防止し、ビビリ音の発生を抑制することができる。また、ルーフパネル１１の組付時にリヤピラーアウタ２２との干渉を防止し、組付作業性が向上する。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
本実施形態では、アッパアウタ２３の凹部２３ｄを水平断面視において前側が凸となり後側が凹となるＶ字状に形成したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば水平断面視において前側が凸となり後側が凹となるハット状に形成してもよい。

エクステンション２５の形状は、本実施形態のものに限定されることなく、適宜変更してよい。

第１スポット溶接部Ｓ１〜第３スポット溶接部Ｓ３の数は、本実施形態の数に限定されることなく、適宜変更してよい。

本実施形態では、第１溶接ピッチＰ１を２５ｍｍ前後に設定し、第２溶接ピッチＰ２を１５ｍｍ前後に設定したが、本発明はこれに限定されるものではない。第２溶接ピッチＰ２が第１溶接ピッチＰ１よりも短く設定されていればよく、各溶接ピッチＰ１，Ｐ２は適宜変更してよい。

Ｖ 車両（車体構造）
１ ルーフコンプ
１１ ルーフパネル
１２ リヤルーフレール
２ サイドコンプ
２１ サイドアウタパネル
２２ リヤピラーアウタ
２３ アッパアウタ
２３ａ 延出部
２３ｄ 凹部
２５ エクステンション
４ ドア開口部
４ａ コーナ部
Ｓ１ 第１スポット溶接部
Ｓ２ 第２スポット溶接部
Ｓ３ 第３スポット溶接部
Ｐ１ 第１溶接ピッチ
Ｐ２ 第２溶接ピッチ

Claims (2)

1. 車体上面を構成するルーフパネルと、前記ルーフパネルの後端下方で車幅方向に延びるリヤルーフレールと、から成るルーフコンプと、
   車体側面を構成するサイドアウタパネルと、前記サイドアウタパネルの後方で上下方向に延びるとともに上端から車幅方向内側へ向けて延出する延出部を有するリヤピラーアウタと、前記延出部の前方に配置されるとともに前記延出部及び前記サイドアウタパネルに接合されるエクステンションと、から成るサイドコンプと、
   を備えた車体構造であって、
   前記延出部と前記エクステンションとをスポット溶接した第１スポット溶接部と、
   前記延出部と前記ルーフパネルとをスポット溶接した第２スポット溶接部と、を有しており、
   前記第１スポット溶接部は、相互に所定の第１溶接ピッチを空けて複数配置されており、
   前記第２スポット溶接部は、前記第１スポット溶接部に対して、前記第１溶接ピッチよりも短い第２溶接ピッチを空けて配置されていることを特徴とする車体構造。
2. 前記延出部は、前記ルーフパネルによって後方から被覆される被覆部と、前記被覆部に形成され前記ルーフパネルから離間する方向へ窪む凹部と、を有しており、
   少なくとも１つの前記第１スポット溶接部は、前記凹部に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の車体構造。

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