JP6136208B2 - 車両のルーフ部と側部の結合構造 - Google Patents

Description

本発明は、ルーフパネルが設けられたルーフ部とサイドボディが設けられた側部の結合部分の剛性の向上を図ることができる車両のルーフ部と側部の結合構造に関する。

一般に、側面衝突時等に車室内空間を確保する観点から、ルーフパネルの下側に車両幅方向に沿って補強部材としてルーフレインフォースメントを配置したものが知られている。

一方、ルーフパネルとサイドボディアウタパネルの接続部に車体前後方向に延びる溝部を有する所謂モヒカンルーフの自動車が知られている。

モヒカンルーフとは、サイドボディアウタパネルの上端部に設けられたルーフサイドアウタレール部の段差部と、ルーフパネルの両端部に設けられた段差部とで車体前後方向の溝部を形成したものである。そして、ルーフパネルの下面側となる室内側には、車幅方向に帯状のルーフレインフォースメントが配設されている。また、サイドボディアウタパネルのセンタピラー部には、室内側にセンタピラーインナパネルが設けられ、ルーフサイドアウタレール部の下方側には一定幅のルーフサイドインナレールが車体前後方向に配設されている。

ルーフサイドインナレールの上端部は、サイドボディアウタパネルの上端部に設けられたルーフサイドアウタレール部の段差部とルーフパネルの両端部に設けられた段差部との接合部に接合されている。また、ルーフパネルの下面側を補強するルーフレインフォースメントは、ルーフパネルの両端部に接合している。

このような構造の自動車が側突を受けると、特に、モヒカンルーフ車の場合、ルーフサイドレール部にモヒカン溝部があって、この溝部に衝突時の応力が集中し、この応力によってルーフ部とサイドボディ部の結合部の変形を招くことになっていた。

そこで、モヒカン溝部の剛性を保つためにルーフサイドインナレールとルーフレインフォースメントとを繋ぐ箇所に、補強部材としてルーフコーナガセットを設けるようにした技術が知られている（特許文献１参照）。

また、室内側への別部品の取付けを省略するために、ルーフとルーフレインフォースメントで構成される断面内にＬ字状部材を追加したり、モヒカン溝部の上面側にリブを設けたり、あるいはルーフレインフォースメントの先端部に折り返し部を設けて剛性を上げる等して、応力の集中部分を補強する先行技術が知られている（特許文献２参照）。

特開平９−７６９３８号公報 特開２００９−２２０５９９号公報

特許文献１の技術では、室内側にルーフコーナガセットを設けるため、室内空間を制限するとともに、部品点数の増加を来たし、コストおよび取付作業の増大を招くことになる。また、特許文献２の技術では、Ｌ字状部材を設けると部品点数が増大し、かつリブの取り付け作業が必要になる。また、溝部の外側にリブを設けるとルーフの成型性の悪化やルーフモールの取付作業の煩雑さを招き、更に見栄えの悪化が懸念されるとともにモール断面の共通化ができないのでモール部材の共通化ができなくなりコスト低減に寄与しなくなる。一方、ルーフレインフォースメントの先端部に折り返し部を設けるとそれだけ部品が大きくなり、重量の増大を来たし、コスト増となる。しかも、溝部の壁面の補強にはなるが、溝部全体の補強には不十分である。

本発明は、部品点数を増やさずに、かつ溝部全体の剛性の向上を図ることができる車両のルーフ部と側部の結合構造を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するため、ルーフパネルの下面側における車体前後方向の中間位置に、車幅方向に沿って帯状のルーフセンタメンバを配設してルーフ部を構成し、サイドボディアウタパネルの室内側上端部に車体前後方向に沿ってルーフサイドインナレールを設けてサイドボディ部を構成し、前記ルーフ部の両側部と前記サイドボディ部の上端部を接合して、車体前後方向の溝部を形成した車両のルーフ部と側部の結合構造であって、前記ルーフセンタメンバの前端部のフランジ部は、平面視で、車幅方向中央に向かうに従って前後方向の長さが両端部の前後方向の長さに比べて小さくなるように滑らかな曲線形状を描くように形成され、かつ、前記ルーフセンタメンバの左右の両端部には、端縁から車幅方向に向けて、一定長さのビード部を形成し、該ビード部の先端部側を徐々に細くなるように形成されており、前記ルーフセンタメンバの左右の両端部に、端縁から車幅方向に向けて一定長さのビード部を形成し、このビード部の両側縁部を前記ルーフサイドインナレールの上端縁部に接合したことにある。
また、本発明は、前記ルーフサイドインナレールの上端縁部に切り欠き部を形成し、この切り欠き部に前記ビード部の先端を配置するとともに、前記切り欠き部の両側の前記ルーフサイドインナレールの上端縁部に、前記ビード部の両側の前記ルーフセンタメンバの縁部を接合し、前記ルーフサイドインナレールの上端縁部を結ぶラインよりも車幅方向外側に前記ルーフセンタメンバのビード部先端を配置したことにある。
さらに、本発明は、前記ルーフセンタメンバの両側の車体前後方向の長さに対して、車幅方向中間部の車体前後方向の長さを短く形成したことにある。
またさらに、本発明は、前記ルーフセンタメンバを、側面視で逆ハット形断面に形成し、かつ平面視で前方側に凹部が形成される円弧状に形成したことにある。
また、本不明は、前記ルーフセンタメンバの逆ハット形断面の両側フランジ部の車幅方向延長部を前記サイドボディアウタパネルの上端部に接合したことにある。

本発明によれば、ルーフ部の両側部とサイドボディ部の上端部の接合部よりも外側にビード部の先端を車体外側に突出させたので、ルーフセンタメンバの折れのポイントが、接合部分―突出部―接合部分とずれることから、ルーフ部とサイドボディ部との接合部分の折れが生じにくくなり、剛性の向上を図ることができる。
また、ルーフサイドインナレールの上端縁部に形成した切り欠き部にビード部の先端を配置するとともに、切り欠き部の両側の前記ルーフサイドインナレールの上端縁部に、ビード部の両側のルーフセンタメンバの縁部を接合し、ルーフサイドインナレールの上端縁部を結ぶラインよりも車幅方向外側にルーフセンタメンバのビード部先端を配置したので、接合部を横切るようにビード部が配置され、接合部での折れの発生を防ぐことができる。

さらに、ルーフセンタメンバの両側の車体前後方向の長さに対して、車幅方向中間部の車体前後方向の長さを短く形成したので、一番剛性が必要な接合部の部分を広く、内側に向かって狭く形成したことから、剛性の確保と重量低減効果と共に、乗員の頭上部分の間隙を確保することができる。
またさらに、ルーフセンタメンバを、側面視で逆ハット形断面に形成し、かつ平面視で前方側に凹部が形成される円弧状に形成したので、ルーフセンタメンバの剛性を確保することができると共に、前席の乗員の頭上部分の間隙を確保することができる。
また、ルーフセンタメンバの逆ハット形断面の両側フランジ部を前記サイドボディアウタパネルの上端部に接合したので、十分な剛性を確保することができる。

本発明の実施の形態による車両のルーフ部と側部の結合構造を示す車両の室内側を見た概念図である。 図１のセンタピラー上部のルーフ部と側部の結合部を拡大して示す斜視図である。 図２のルーフセンタメンバ上面側を見た斜視図である。 図２のルーフセンタメンバ結合部を示す正面図である。 図４のＡ−Ａ線断面図である。 図４のＢ−Ｂ線断面図である。 ルーフセンタメンバを示す正面図である。 ルーフセンタメンバ取付部を示す図７のＣ−Ｃ線断面図である。

以下、本発明の実施の形態を、図１〜図８で示す図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明の実施の形態による車両のルーフ部と側部の結合構造を示したもので、右側センタピラーが設けられた室内側を見た概念図で、図２は図１の上部のルーフ部と側部の結合部を拡大して示した斜視図である。また、車両の左側センタピラーが設けられたルーフ部と側部の結合部も同様の構成である。図３は図２のルーフセンタメンバ上面側を見た斜視図で、サイドボディアウタパネルの内面側のセンタピラーインナパネル上部側に設けられたルーフサイドインナレールとルーフセンタメンバの結合部を示したものである。図４は、ルーフサイドインナレールとルーフセンタメンバの結合部を示す図で、溶接部を×で示している。図５は図４のルーフセンタメンバのビード部を通る線で断面にした図で、図６は図４のルーフセンタメンバの端部の溶接個所を断面にして示した図である。

図１〜図６は、所謂、モヒカンルーフ車のルーフ部１とサイドボディ部２の結合部を示したものである。ルーフ部１は、ルーフパネル３と、ルーフパネル３の下面側における車体前後方向の中間位置に、車幅方向に沿って配設された帯状のルーフセンタメンバ（ルーフレインフォースメントとも呼ばれる。）４とで構成されている。一方、サイドボディ部２は、サイドボディアウタパネル５と、サイドボディアウタパネル５の室内側上端部に車体の前後方向に沿って配設された帯状のルーフサイドインナレール６と、サイドボディアウタパネル５の室内側各種インナパネルとで構成されている。

サイドボディアウタパネル５の室内側に配設されたインナパネルは、サイドボディアウタパネル５のピラー部では、フロントピラーインナパネル、センタピラーインナパネル、クウォータピラーインナパネル等が配設されている。これらフロントピラーインナパネル、センタピラーインナパネル、クウォータピラーインナパネルの各上端部に接合されて前記ルーフセンタメンバ４が車体前後方向に配設されている。前記ルーフセンタメンバ４の位置では、センタピラーインナパネル７が配設されており、このセンタピラーインナパネル７の上端にスポット溶接により接合されて前記ルーフサイドインナレール６が設けられている。

前記ルーフ部１を構成するルーフパネル３には両側部に下方に向けて段差部３ａが形成されており、一方、前記サイドボディ部２を構成するサイドボディアウタパネル５の上端部には、下方に向けて段差部５ａが形成されており、両段差部３ａ，５ａの先端フランジ部３ｂ、５ｂがスポット溶接により接合ｗされて、車体前後方向の溝部８を形成し、所謂モヒカン部あるいはモヒカン溝部を構成している。９はピラー部を補強するために内装されたピラーアッパーリンフォースである。１０は、両段差部３ａ，５ａの先端フランジ部３ｂ、５ｂの接合部に充填されたシーラである。

前記ルーフセンタメンバ４は、図７に示すように、左右の両端部４ａに、端縁４２ａから車幅方向に沿って一定長さＬ０、片面に向けて（下方側に向けて）突出するビード部４１を形成し、このビード部４１の両側の縁部４２を前記ルーフサイドインナレール６の上端縁部６１にスポット溶接ｗにより接合している。この実施例では、ビード部４１の両側の縁部４２先端よりもビード部４１の先端を後方に僅かに下げて形成されている（図７参照）。

前記ルーフセンタメンバ４は、ビード部４１の両側の縁部４２に前記ルーフサイドインナレール６の上端縁部６１が重ねられて接合され（図２参照）、前記ルーフサイドインナレール６の上端縁部６１を結ぶラインＸよりも車幅方向外側に前記ルーフセンタメンバ４のビード部４１の先端（端縁４２ａ）を配置するように構成されている（図４参照）。
前記ルーフセンタメンバ４は、帯状の長尺のパネル４０の両端部４ａに前記ビード部４１を形成し、かつ前後の側縁に、図８に示すように前記ルーフパネル３に向けて横断面逆ハット形の段差状のフランジ部４３，４４を形成している。図８に示された、１２はルーフパネル３の室内側に設けられた内装トリムである。１３は、前席の乗員の頭部との間隙、すなわちヘッドクリアランスを示している。

このルーフセンタメンバ４の両端部の前後方向の長さＬ１は中央部の前後方向の長さＬ２に比べて長く（Ｌ１＞Ｌ２）形成されており、前端部のフランジ４３は、平面視で、車幅方向に円弧を描くように弓形に形成されている。また、ビード部４１は、室内側に突出するように形成されており、端縁４２ａから車幅方向に向けて、その先端部側を徐々に細くなるように形成されている。

前記ルーフサイドインナレール６の上端縁部６１には、図２および図４に示すように、前記ルーフセンタメンバ４のビード部４１に対応する位置に切り欠き部６２が形成されている。この切り欠き部６２にルーフセンタメンバ４のビード部４１先端を係合するように配置させて、前記ルーフサイドインナレール６の切り欠き部６２の両側縁部６１ａを前記ルーフセンタメンバ４のビード部４１の両側縁部４２にスポット溶接により接合ｗしている。

また、ルーフセンタメンバ４のビード部４１の両側縁部４２は、図２および図４に示すように、前記ルーフサイドインナレール６の上端縁部６１に形成された別の切り欠き部６３を介してルーフパネル３とサイドボディアウタパネル５とのそれぞれの段差部３ａ，５ａの先端フランジ部３ｂ、５ｂ相互間にスポット溶接ｗにより接合されている（図６の１１は溶接ガンを示している。）。

次に、上記ルーフ部１と側部のサイドボディ部２の結合手順を説明する。
まず、ルーフ部１のルーフパネル３とルーフセンタメンバ４をスポット溶接ｗにより接合する。これはルーフパネル３の両端部の先端フランジ部３ｂと、ルーフセンタメンバ４のビード部４１の両側縁部４２を接合する。
一方、サイドボディ部２のサイドボディアウタパネル５にルーフサイドインナレール６をスポット溶接ｗにより接合する。これはサイドボディアウタパネル５の段差部５ａの先端フランジ部５ｂにルーフサイドインナレール６の上端縁部６１をスポット溶接ｗにより接合する（図４参照）。

そして、ルーフ部１とサイドボディ部２を組み合わせて互いにスポット溶接ｗにより接合する。ルーフ部１のルーフセンタメンバ４の両側縁部４２を、ルーフパネル３の両端部の先端フランジ部３ｂとサイドボディアウタパネル５の段差部５ａの先端フランジ部５ｂ相互間に差し込むように配置して、スポット溶接ｗにより接合する。すなわち、図６に示すようにフランジ部３ｂとフランジ部５ｂの間にルーフセンタメンバ４の縁部４２を挟んで３枚でスポット溶接ｗにより接合する。このとき、ルーフサイドインナレール６は、切り欠き部６３を通して溶接することでスポットから除外する。一方、ルーフセンタメンバ４のビード部４１は、ルーフサイドインナレール６の切り欠き部６２にビード部４１先端を配置させてスポット溶接ｗの位置よりもビード部４１先端が内側に入り込むように組付ける。ルーフセンタメンバの折れのポイントが、接合部分―突出部―接合部分とずれることから、ルーフ部とサイドボディ部との接合部分の折れが生じにくくなり、剛性の向上を図ることができる。

こうして、車両が側突により、サイドボディ部２がルーフ部１側に押し込まれた場合にもルーフセンタメンバの折れのポイントが、接合部分―突出部―接合部分とずれることから、ルーフ部とサイドボディ部との接合部分の折れが生じにくくなり、剛性の向上を図ることができる。そして、ルーフサイドインナレール６の切り欠き部６２にビード部４１先端が係合して結合部の変形を抑えるので、モヒカン部に別部品を用いることなく側突試験に耐えることができる強度を確保することができる。本発明の結合構造によれば、ルーフセンタメンバ４の先端フランジ部に延長部を設けたり、折り返し部を設ける必要がないので、重量およびコストを抑えることができ、軽量で、かつ安価な補強構造を得ることができる。

側突試験で結合部にかかる荷重が車両外側から内側に進むにつれて小さくなるため、ルーフセンタメンバ４の前後方向の長さ、すなわち断面幅と、ビード部４１の形状を徐々に小さくすることで、局所的な折れの原因を作らず、応力を分散させている。これによりルーフセンタメンバ４の重量を軽くすることができる。ルーフセンタメンバ４を弓形にすることで、前席の乗員との間隙、すなわちヘッドクリアランスが広がり品質の向上を図ることができる。

なお、本発明は上記実施の形態のみに限定されるものではなく、例えば、上記実施の形態では、ルーフセンタメンバ４は、センタピラーインナパネル７に対応するルーフパネル３の車幅方向に配設されているが、フロントピラーインナパネルに対応するルーフパネル３の車幅方向に配設してもよく、また、クウォータピラーインナパネルに対応するルーフパネル３の車幅方向に配設してもよい。さらに、ルーフセンタメンバ４の車体前後方向の長さも任意に設定することができるものであり、また中央部分の車体前後方向の長さも任意に設定することができる。さらに、ルーフセンタメンバ４のビード部４１の太さもあるいは長さも任意に設定することができる。また、ビード部４１の突出部分の長さもサイドボディアウタパネル５の段差部５ａの先端フランジ部５ｂの長さおよびルーフサイドインナレール６の上端縁部６１の長さによって任意に設定することができる。その他、本発明の要旨を変更しない範囲内で適宜変更して実施し得ることは言うまでもない。

１ ルーフ部
２ サイドボディ部
３ ルーフパネル
４ ルーフセンタメンバ
５ サイドボディアウタパネル
６ ルーフサイドインナレール
７ センタピラーインナパネル
８ 溝部
９ ピラーアッパーリンフォース
１０ シーラ
３ａ，５ａ 段差部
３ｂ、５ｂ 先端フランジ部
４ａ 端部
４１ ビード部
４２ 縁部
４２ａ 端縁
４３，４４ フランジ部
６１ 上端縁部
６１ａ 縁部
６２，６３ 切り欠き部

Claims (5)

1. ルーフパネルの下面側における車体前後方向の中間位置に、車幅方向に沿って帯状のルーフセンタメンバを配設してルーフ部を構成し、
   サイドボディアウタパネルの室内側上端部に車体前後方向に沿ってルーフサイドインナレールを設けてサイドボディ部を構成し、前記ルーフ部の両側部と前記サイドボディ部の上端部を接合して、車体前後方向の溝部を形成した車両のルーフ部と側部の結合構造であって、前記ルーフセンタメンバの前端部のフランジ部は、平面視で、車幅方向中央に向かうに従って前後方向の長さが両端部の前後方向の長さに比べて小さくなるように滑らかな曲線形状を描くように形成され、かつ、前記ルーフセンタメンバの左右の両端部には、端縁から車幅方向に向けて、一定長さのビード部を形成し、該ビード部の先端部側を徐々に細くなるように形成されており、前記ルーフセンタメンバの左右の両端部に、端縁から車幅方向に向けて一定長さのビード部を形成し、このビード部の両側縁部を前記ルーフサイドインナレールの上端縁部に接合したことを特徴とする車両のルーフ部と側部の結合構造。
2. 前記ルーフサイドインナレールの上端縁部に切り欠き部を形成し、この切り欠き部に前記ビード部の先端を配置するとともに、前記切り欠き部の両側の前記ルーフサイドインナレールの上端縁部に、前記ビード部の両側の前記ルーフセンタメンバの縁部を接合し、前記ルーフサイドインナレールの上端縁部を結ぶラインよりも車幅方向外側に前記ルーフセンタメンバのビード部先端を配置したことを特徴とする請求項１に記載の車両のルーフ部と側部の結合構造。
3. 前記ルーフセンタメンバの両側の車体前後方向の長さに対して、車幅方向中間部の車体前後方向の長さを短く形成したことを特徴とする請求項１に記載の車両のルーフ部と側部の結合構造。
4. 前記ルーフセンタメンバを、側面視で逆ハット形断面に形成し、かつ平面視で前方側に凹部が形成される円弧状に形成したことを特徴とする請求項１に記載の車両のルーフ部と側部の結合構造。
5. 前記ルーフセンタメンバの逆ハット形断面の両側フランジ部の車幅方向延長部を前記サイドボディアウタパネルの上端部に接合したことを特徴とする請求項４に記載の車両のルーフ部と側部の結合構造。

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