JP6269254B2

JP6269254B2 - 車体構造

Info

Publication number: JP6269254B2
Application number: JP2014071471A
Authority: JP
Inventors: 晋栄望月
Original assignee: Suzuki Motor Co Ltd
Current assignee: Suzuki Motor Co Ltd
Priority date: 2014-03-31
Filing date: 2014-03-31
Publication date: 2018-01-31
Anticipated expiration: 2034-03-31
Also published as: JP2015193291A

Description

本発明は、車両の車室上部を覆うルーフパネルを備えた車体構造に関するものである。

自動車などの車両のルーフパネルは、車体を構成する車体パネルのひとつであって、車室上部を覆う大きさを有し、また比較的平坦な形状となっている。このため、ルーフパネルは、乗員によって押されるなどして集中荷重を受けると変形し、いわゆるべかつきが発生し易い。よってルーフパネルは、べかつきを防止するために、ビードを形成しあるいは補強部材により構造強度を高める必要がある。

特許文献１には、ルーフパネルにビードを形成し、ルーフリインフォースをルーフパネルの接着面に接着した車体構造が記載されている。ビードは、車両前後方向に延びるプレスラインであり、車幅方向に所定の間隔で複数形成されている。ルーフリインフォースは、車幅方向に延びる梁状の部材であり、ルーフパネルを下方から支えている。

特許文献１に記載の車体構造では、ルーフパネルのうちルーフリインフォースが重なる位置でビードが車両前後で途切れていて、さらにルーフパネルの接着面が平坦に形成されている。特許文献１では、ルーフリインフォースの接着面もルーフパネルの接着面に合わせて平坦に形成することで、ルーフパネルの接着面とルーフリインフォースの接着面との接着性が向上する、としている。

特開２０１２−１１６４２０号公報

特許文献１に記載のような車体構造であれば、ルーフパネルにビードを形成しているため、集中荷重を受けてもビードが梁として機能して変形し難くなり、べかつきを防止できると考えられる。しかし、ビードは、ルーフパネルの面に対して例えば車両上方に屈曲した縦壁などを含んでいて、車幅方向の荷重を受けると、縦壁がねじれるなどして変形し易い。

つまり、ルーフパネルのべかつきを防止するためのビードが、車幅方向の荷重に対しては変形しろとなり、車両上下方向に振動し易くなってしまう。特許文献１では、ルーフパネルに変形しろのない平坦な接着面を複数形成し、車両前後方向に延びるビードを複数の接着面で分断している。よって、特許文献１では、ルーフパネルの振動を抑制できる可能性はある。

しかし、ルーフパネルに形成された平坦な箇所は、ルーフリインフォースとの接着面に過ぎず、ルーフパネルの振動を抑える上で最適な位置には形成されていない。要するに、特許文献１には、ルーフパネルのべかつき防止と振動抑制とを両立するための具体的な構成は開示されていない。

本発明は、このような課題に鑑み、ルーフパネルのべかつきを防止しつつ、振動も抑制できる車体構造を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明にかかる車体構造の代表的な構成は、車両の車室上部を覆うルーフパネルを備えた車体構造において、ルーフパネルの前部および後部の車室側を車幅方向にそれぞれ延びている第１クロスメンバおよび第２クロスメンバと、ルーフパネルの車室側を車幅方向に延びていて、ルーフパネルを支えるセンターピラー付近に位置する第３クロスメンバとをさらに備え、ルーフパネルは、第１クロスメンバから第２クロスメンバまでの距離の中点である第１位置と第２クロスメンバから第３クロスメンバまでの距離の中点である第２位置との間に形成された平坦部であって、第１位置から第２位置までの距離の中点である第３位置を跨ぐ平坦部と、平坦部の前後のルーフ面と、平坦部の前端および後端からそれぞれ車両前方および車両後方にわたってルーフ面に形成された第１ビードおよび第２ビードとを有することを特徴とする。

上記構成によれば、ルーフパネルのうち平坦部の前後のルーフ面にビードが形成されている。このため、ルーフパネルは、乗員によって押されるなどして集中荷重を受けても、ビードが梁として機能するため変形し難くなり、いわゆるべかつきを防止できる。また、上記構成によれば、ルーフパネルのうち、ルーフパネルの振動の腹すなわち最大振幅が生じる第３位置に、変形しろのない平坦部を形成した。これにより、平坦部によって第３位置の変形が抑えられるため、ルーフパネルの振動が抑制される。したがって、上記構成によれば、ルーフパネルのべかつきを防止しつつ、振動も抑制できる。

上記の平坦部の車室側に設けられ車幅方向に延びる第４クロスメンバをさらに備えるとよい。これにより、第４クロスメンバによってルーフパネルの平坦部が車幅方向にわたって補強される。よって、第３位置の変形がより抑えられ、ルーフパネルの振動をより抑制できる。

上記の第１ビードおよび第２ビードはそれぞれ、車両前後方向に連続して延びているとよい。これによりビードは、ルーフパネルの平坦部の前後のルーフ面に、車両前後方向に途切れることなく延びている。このため、ルーフ面でビードが梁として機能し、ルーフパネルのべかつきをより防止できる。また、ビードが平坦部以外では途切れていないことから、前後のビードに挟まれるような平坦部は１つしか存在しない。

上記の第１ビードおよび第２ビードは、ルーフ面全域にわたって車両前後方向に延びているとよい。これにより、ルーフパネルは、ルーフ面全域にわたってビードによって十分に補強される。よって、ルーフパネルのべかつきをより防止できる。

本発明によれば、ルーフパネルのべかつきを防止しつつ、振動も抑制できる車体構造を提供することができる。

本実施形態における車体構造を示す図である。図１の車体構造を車室側から見た状態を示す図である。図１の車体構造を車両左側から見た状態を示す図である。図３の車体構造のＤ−Ｄ断面図である。比較例の車体構造を示す図である。図５の車体構造のＥ−Ｅ断面図である。図６の車体構造の一部が変形する様子を示す図である。本実施形態における車体構造のルーフパネルが振動する状態を示す図である。比較例の車体構造のルーフパネルが振動する状態を示す図である。変形例の車体構造の一部を示す図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

図１は、本実施形態における車体構造１００を示す図である。図中では、車両１０２を斜め上方から見た状態で車体構造１００を示している。なお矢印Ｘ、Ｙは車両前側、車両左側をそれぞれ示している。図２は、図１の車体構造１００を車室１０４側から見た状態を示す図である。

車体構造１００は、車両１０２の車室上部１０６を覆うルーフパネル１０８と、ルーフフロントクロスメンバ（第１クロスメンバ１１０）と、ルーフリアクロスメンバ（第２クロスメンバ１１２）と、ルーフセンタークロスメンバ（第３クロスメンバ１１４）とを備える。

第１クロスメンバ１１０および第２クロスメンバ１１２は、ルーフパネル１０８の前部１１６ａおよび後部１１６ｂの車室１０４側を車幅方向にそれぞれ延びている。第３クロスメンバ１１４は、ルーフパネル１０８の車室１０４側を車幅方向に延びていて、車両前後方向で見てルーフパネル１０８を支えるセンターピラー１１８付近に位置している。

ルーフパネル１０８の側部１２０ａ、１２０ｂには、サイドボディアウタ１２２ａ、１２２ｂがそれぞれ接合されている。サイドボディアウタ１２２ａ、１２２ｂは、車両前後方向に延びていて車両１０２の側壁を構成する部材である。また、ルーフパネル１０８の側部１２０ａ、１２０ｂと車両１０２の側壁とは、図２に示すように、車室１０４側に配置された例えばルーフサイドインナ１２４によって繋がれている。

ここで、ルーフパネル１０８は、車室上部１０６を覆う大型の車体パネルであり、その前部１１６ａがウインドシールド１２６付近に位置し、後部１１６ｂが図示を省略する車両後部のバックドアの開口部１２８付近に位置する。また、ルーフパネル１０８は、全体として比較的平坦な形状を有する。

ルーフパネル１０８は、図１に示すように平坦部１３０と、平坦部１３０の前後のルーフ面１３２とを含む。平坦部１３０は、第１位置Ａと第２位置Ｂとの間に位置し、さらに第３位置Ｃを跨ぐように形成された領域である。

第１位置Ａとは、第１クロスメンバ１１０から第２クロスメンバ１１２までの距離の中点であって、図中では車幅方向に延びるルーフパネル１０８上の点線で示す直線で規定される。第２位置Ｂとは、第２クロスメンバ１１２から第３クロスメンバ１１４までの距離の中点であって、図中では車幅方向に延びるルーフパネル１０８上の点線で示す直線で規定される。第３位置Ｃは、第１位置Ａから第２位置Ｂまでの距離の中点であって、図中では車幅方向に延びるルーフパネル１０８上の点線で示す直線で規定される。

ルーフパネル１０８は、前側ビード（第１ビード１３４）および後側ビード（第２ビード１３６）を有する。第１ビード１３４および第２ビード１３６は、平坦部１３０の前端１３８ａおよび後端１３８ｂからそれぞれ車両前方および車両後方にわたってルーフ面１３２に形成されている。言い換えると、本実施形態において平坦部１３０とは、単にビードが形成されず、平坦な形状を有する領域ではなく、車両前後方向で第１ビード１３４および第２ビード１３６で挟まれた領域をいう。また、平坦部１３０の車室１０４側には、図２に示すように、車幅方向に延びる第４クロスメンバ１４０が配置されている。

図３は、図１の車体構造１００を車両左側から見た状態を示す図である。図４は、図３の車体構造１００のＤ−Ｄ断面図である。第１ビード１３４および第２ビード１３６はそれぞれ、図３に示すように車両前後方向に連続して延びていて、平坦部１３０以外では途切れていない。

また、第１ビード１３４および第２ビード１３６は、車両前後方向に延びるだけでなく、車幅方向に所定の間隔で複数形成されている。よって、第１ビード１３４および第２ビード１３６は、ルーフ面１３２全域にわたって車両前後方向に延びていて、ルーフ面１３２全域を補強している。このため、ルーフパネル１０８は、例えば乗員によって押されるなどして集中荷重を受けた場合、第１ビード１３４および第２ビード１３６が梁として機能するため変形し難くなり、いわゆるべかつきの発生を防止できる。

また、本実施形態においてルーフ面１３２全域にわたる第１ビード１３４および第２ビード１３６に挟まれる平坦部１３０は、図３に示すように、ルーフパネル１０８に１つだけ存在する。つまり、ルーフパネル１０８のうち前部１１６ａおよび後部１１６ｂは、平面形状であるが、それぞれ第１ビード１３４および第２ビード１３６の一方のみが面しているに過ぎず、平坦部１３０ではない。また、平坦部１３０では、第１ビード１３４および第２ビード１３６が途切れているため、図４のＤ−Ｄ断面に示すように、車幅方向にわたって平坦な形状となっている。

図５は、比較例の車体構造２００を示す図である。図６は、図５の車体構造２００のＥ−Ｅ断面図である。比較例の車体構造２００は、ルーフパネル２０２に上記平坦部１３０が存在せず、ビード２０４が途切れていない点で、本実施形態の車体構造１００と異なる。

比較例の車体構造２００では、図５に示すように、ルーフパネル２０２の前部２０６ａから後部２０６ｂまで車両前後方向に連続してビード２０４が延びている。また、ビード２０４は、ルーフパネル２０２の車幅方向に所定間隔で複数形成されている。

ルーフパネル２０２は、ビード２０４が途切れていないため、図６のＥ−Ｅ断面において車幅方向に所定間隔でルーフ面２０８に対して車両上方に隆起した形状を有する。なお図５に示すＥ−Ｅ線は、上記車体構造１００での平坦部１３０が存在する位置であって、図３に示すＤ−Ｄ線に対応している。

図７は、図６の車体構造２００の一部が変形する様子を示す図である。図中の左側の部分は、図６のＥ−Ｅ断面のうち点線で囲まれた領域Ｆを拡大して示している。ビード２０４は、例えば縦壁２１０ａ、２１０ｂと上壁２１２とを含む。縦壁２１０ａ、２１０ｂは、ルーフ面２０８に対して車両上方に屈曲している。上壁２１２は、縦壁２１０ａ、２１０ｂ同士を繋いでいて、ルーフ面２０８から車両上方にオフセットしている。

比較例の車体構造２００は、梁として機能するビード２０４をルーフパネル２０２に形成することで、べかつきの発生を抑えられる。ところが、ビード２０４は、例えば矢印Ｇ、Ｈ、Ｉ、Ｊに示す車幅方向の荷重を受けると、図中右側の部分の矢印Ｋ、Ｌに示す力が作用する。その結果、ビード２０４は、矢印Ｍ、Ｎに示すように縦壁２１０ａ、２１０ｂがねじれ、さらに上壁２１２が矢印Ｏで示すように車両上方に変位するなどの変形を生じ易い。つまり、比較例の車体構造２００では、ビード２０４が車幅方向の荷重に対していわば変形しろとなり、ルーフパネル２０２が車両上下方向に振動し易くなってしまう。

そこで、本実施形態では、上記したように、ルーフパネル１０８の第３位置Ｃを跨ぐように平坦部１３０を形成した。平坦部１３０は、図４のＤ−Ｄ断面に示すように、平坦であって変形しろのない形状を有し、車幅方向の荷重を受けても変形し難い。ここで、ルーフパネル１０８の第３位置Ｃは、第１位置Ａから第２位置Ｂまでの距離の中点であり、ルーフパネル１０８の振動の腹、すなわち最大振幅が生じる位置である。

本実施形態では、ルーフ面１３２全域にわたって第１ビード１３４および第２ビード１３６を形成し、ルーフパネル１０８のべかつきを防止するだけでなく、ルーフパネル１０８の振動を考慮して最大振幅が生じる第３位置Ｃに平坦部１３０を形成している。

ルーフパネル１０８では、平坦部１３０によって第３位置Ｃの変形が抑えられるため、振動が抑えられる。また、ルーフパネル１０８では、第４クロスメンバ１４０によって平坦部１３０が車幅方向にわたって補強されるため、第３位置Ｃの変形がより抑えられ、振動をより抑制できる。さらに車体構造１００は、別部材を設けることなくルーフパネル１０８に平坦部１３０を形成するため、重量の増加を招くこともない。

図８は、本実施形態における車体構造１００のルーフパネル１０８が振動する状態を示す図である。図９は、比較例の車体構造２００のルーフパネル２０２が振動する状態を示す図である。なお図中のハッチングは、振動に伴って変形した領域を示したものである。

車体構造１００では、図８に示すように、ルーフパネル１０８の第３位置Ｃにハッチングのない白抜きの部分Ｐ、Ｑが生じている。つまり、車体構造１００では、第３位置Ｃに存在する平坦部１３０によって、ルーフパネル１０８の第３位置Ｃの変形が抑えられ、これにより振動が抑制されている。

一方、比較例の車体構造２００では、図９に示すように、ルーフパネル２０２の上記第３位置Ｃに対応する位置Ｒが全てハッチングで示されている。つまり、車体構造２００では、位置Ｒで最大振幅が生じていて、振動が抑制されていないことが明らかである。

図１０は、変形例の車体構造１００Ａ、１００Ｂの一部を示す図である。図１０の（ａ）の部分に示す車体構造１００Ａでは、第２位置Ｂに比べて第１位置Ａに近い位置に平坦部１３０Ａを形成している。図１０の（ｂ）の部分に示す車体構造１００Ｂでは、第１位置Ａに比べて第２位置Ｂに近い位置に平坦部１３０Ｂを形成している。これらの車体構造１００Ａ、１００Ｂであっても、平坦部１３０Ａ、１３０Ｂが第１位置Ａと第２位置Ｂとの間であって、第３位置Ｃを跨いでいるため、振動の抑制が可能である。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

本発明は、車両の車室上部を覆うルーフパネルを備えた車体構造に利用することができる。

１００…車体構造、１０２…車両、１０４…車室、１０６…車室上部、１０８…ルーフパネル、１１０…第１クロスメンバ、１１２…第２クロスメンバ、１１４…第３クロスメンバ、１１８…センターピラー、１２２ａ、１２２ｂ…サイドボディアウタ、１２４…ルーフサイドインナ、１２６…ウインドシールド、１２８…開口部、１３０…平坦部、１３２…ルーフ面、１３４…第１ビード、１３６…第２ビード、１４０…第４クロスメンバ、Ａ…第１位置、Ｂ…第２位置、Ｃ…第３位置

Claims

車両の車室上部を覆うルーフパネルを備えた車体構造において、
前記ルーフパネルの前部および後部の車室側を車幅方向にそれぞれ延びている第１クロスメンバおよび第２クロスメンバと、
前記ルーフパネルの車室側を車幅方向に延びていて、該ルーフパネルを支えるセンターピラー付近に位置する第３クロスメンバとをさらに備え、
前記ルーフパネルは、
第１クロスメンバから第２クロスメンバまでの距離の中点である第１位置と第２クロスメンバから第３クロスメンバまでの距離の中点である第２位置との間に形成された平坦部であって、第１位置から第２位置までの距離の中点である第３位置を跨ぐ平坦部と、
前記平坦部の前後のルーフ面と、
前記平坦部の前端および後端からそれぞれ車両前方および車両後方にわたって前記ルーフ面に形成された第１ビードおよび第２ビードとを有し、
第１ビードおよび第２ビードは、前記ルーフ面全域にわたって車両前後方向に延びていることを特徴とする車体構造。
前記平坦部の車室側に設けられ車幅方向に延びる第４クロスメンバをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の車体構造。
第１ビードおよび第２ビードはそれぞれ、車両前後方向に連続して延びていることを特徴とする請求項１または２に記載の車体構造。