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

車両のルーフ部と側部の結合構造 Download PDF

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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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