JP7170972B2 - 上部車体構造 - Google Patents

Description

本発明は、左右１対のルーフサイドレールと、これら１対のルーフサイドレールの車体前後方向途中部から下方に延びるピラー部とを備えた車両の上部車体構造に関する。

従来より、ルーフパネルの車幅方向両端部で車体前後方向に延びる左右１対のルーフサイドレールと、これら１対のルーフサイドレールの車体前後方向途中部から上下方向下方に夫々延びる左右１対のセンタピラーを備えた車両の上部車体構造が知られている。

このような車両において、車両のセンタピラーは開口部を仕切り、リヤドアを支持することから、車両走行時に振動し易い部位である。車両走行時の振動は、ビビリ音のような異音を発生させ、乗員に不快感を与える虞があり好ましくない。

振動低減のためには、センタピラー上下端部の接続剛性を高めることや、減衰部材を配設することが効果的である。例えば特許文献１には、センタピラー上端部のルーフサイドレールとの接続部において、ルーフサイドレール内を前後２箇所で節状に仕切って減衰部材を配設し、振動を減衰させる技術が記載されている。

特開２０１７－３９３３１号公報

しかし、特許文献１の技術よりも振動を一層抑制させる要求がある。そのために補強材等を設けてセンタピラーの接続剛性を高めることや、減衰部材を追加することは、重量増や製造コストの増加を伴うため好ましくない。それ故、振動を一層抑制することができる簡素な構造が要望されていた。

本発明の目的は、車両走行時の振動を抑制することができる車両の上部車体構造等を提供することである。

請求項１の発明の上部車体構造は、車両の上部車幅方向外側部分に、車両の前後方向に延びる閉断面を有するルーフサイドレールと、前記ルーフサイドレールの車体前後方向途中部から下方に延びるピラーと、前記ルーフサイドレールの車体前後方向途中部の内部で前後方向に延び且つ前後端部が車幅方向外側に屈曲されてその内部の空間を前後方向及び車幅方向に仕切るように配設されたルーフレールレインとを夫々備えた上部車体構造において、前記ルーフサイドレールは、車幅方向外側壁部を構成するルーフレールアウタと、このルーフレールアウタと協働して閉断面を形成するルーフレールインナを有し、前記ピラーは、車幅方向外側壁部を構成するピラーアウタと、このピラーアウタと協働して上下方向に延びる閉断面を形成するピラーインナを有し、前記ルーフレールレインは、車幅方向外側に屈曲された前後端部が前記ルーフレールアウタに夫々固定されると共に下端部が前記ピラーインナに固定され、その前後端部の間の部分を前記ピラーインナの上端部分に連結された前記ルーフレールインナに固定するために、前後端部の近傍部に振動減衰機能を有する第１接着部材を夫々配設すると共に、前記第１接着部材よりも減衰特性が高い第２接着部材を前記第１接着部材の間の中間部に配設したことを特徴としている。

上記構成によれば、上部車体構造は、前後に延びる閉断面を有するルーフサイドレールにピラーが接続されるルーフサイドレールの車体前後方向途中部の内部に、その内部の空間を前後方向の２箇所で節状に仕切り且つその間の空間を車幅方向に仕切るルーフレールレインを備えている。このルーフレールレインは、ルーフサイドレールを構成するルーフレールアウタとルーフレールインナと、ピラーを構成するピラーインナに固定されている。ルーフサイドレールとピラーの両方に固定されたルーフレールレインによって、ルーフサイドレールとピラーの接続剛性が高められて振動し難くすると共に、ルーフレールレインが振動減衰機能を有する第１，第２接着部材によってルーフレールインナに固定されて振動を減衰させる。ルーフレールレインの固定された前後端部の間の振動し易い部位に第１接着部材よりも高い減衰特性を有する第２接着部材を配設したので、効果的に振動を減衰させることができる。従って、車両走行時の振動を抑制することができる。

請求項２の発明の上部車体構造は、請求項１の発明において、前記第２接着部材の接着面積が前記第１接着部材の接着面積よりも大きいことを特徴としている。
上記構成によれば、第１接着部材と第２接着部材に同じ材質のものを使用しても、接着面積が大きい第２接着部材の振動減衰特性を第１接着部材よりも高くすることができる。従って、容易に振動を減衰させる構成を実現することができる。

請求項３の発明の上部車体構造は、請求項１又は２の発明において、前記第２接着部材の車幅方向の厚さが前記第１接着部材の車幅方向の厚さよりも大きいことを特徴としている。
上記構成によれば、第１接着部材と第２接着部材に同じ材質のものを使用しても、車幅方向の厚さが大きい第２接着部材の振動減衰特性を第１接着部材よりも高くすることができる。従って、容易に振動を減衰させる構成を実現することができる。

請求項４の発明の上部車体構造は、請求項１～３の何れか１項の発明において、前記ルーフレールレインの前後端部は、前記ルーフレールアウタが有する複数の面部に夫々接合されたことを特徴としている。
上記構成によれば、ルーフサイドレール内部を節状に仕切るルーフレールレインの前後端部をルーフレールアウタの複数の面部に固定してルーフレールアウタを支持させる。これにより、ルーフレールレインによって車幅方向に内外に仕切られたルーフサイドレールの車幅方向外側の閉断面の崩れを抑えるように剛性が高められ、車幅方向外側の閉断面における剛性との間に差を設けて振動し難い部分と振動し易い部分を設ける。そして振動し難い部分と振動し易い部分の間に配設された第１、第２接着部材に振動を効果的に吸収させることができる。

請求項５の発明の上部車体構造は、請求項１～４の何れか１項の発明において、前記ルーフレールレインは、上端部が車幅方向内側に屈曲されて前記ルーフレールアウタの上面部に接合され、下端部が前記ルーフレールアウタの下端部と前記ピラーインナに接合されたことを特徴としている。
上記構成によれば、ルーフレールレインがルーフサイドレールとピラーの接続剛性を高めることができる。

本発明の車両の上部車体構造によれば、側面衝突時におけるルーフサイドレールの変形を抑制してピラーの車室内への移動を軽減することができる。

実施例に係る車両の車幅方向外側斜視図である。 ルーフサイドレールの要部斜視図である。 ルーフサイドレールの内部を車室側から見た要部斜視図である。 図２のIV-IV線断面図である。 図２のV-V線断面図である。 ルーフレールレインを車室側から見た側面図である。 ルーフレールレインを車両前方から見た正面図である。

以下、本発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。

図１に示すように、車両Ｖは、車室前側のエンジンルームに縦置き配置されたエンジン（図示略）を備えている。以下、図において、矢印Ｆ方向を車体前後方向前方とし、矢印Ｌ方向を車幅方向左方とし、矢印Ｕ方向を車体上下方向上方として説明する。また、この車両Ｖは左右対称の構造であるため、以下、特段の説明がない限り、右側部材及び右側部分について主に説明する。

まず、全体構成について説明する。
図１に示すように、車両Ｖは、車幅方向外側部分で前後に延びる左右１対のサイドシル１と、これら１対のサイドシル１の間に掛け渡されると共に車室床面を構成するフロアパネル２と、前後に延びてルーフパネル（図示略）を支持する左右１対のルーフサイドレール１０と、これら１対のルーフサイドレール１０から１対のサイドシル１に亙って夫々下方に延びる左右１対のＡピラー４、Ｂピラー５（ピラー）、Ｃピラー６、Ｄピラー７等を備えている。

サイドシル１は、鋼板をプレス成形したアウタ部材とインナ部材とにより構成され、両部材が協働して前後に延びる略直線状の閉断面を形成している。サイドシル１の前端部分に、Ａピラー４の下半部に相当するヒンジピラーの下端が接続され、中間部分に、Ｂピラー５の下端が接続されている。Ａピラー４とルーフサイドレール１０の前側部分とＢピラー５とサイドシル１の前側部分とによって、図示外のフロントドアのドア用開口縁部を形成している。

サイドシル１の後端部分に、リヤホイールハウス８の前端部分が接続されている。Ｂピラー５とルーフサイドレール１０の後側部分とＣピラー６とリヤホイールハウス８の前側部分とサイドシル１の後側部分とによって、図示外のリヤドアのドア用開口縁部を形成している。尚、Ｂピラー５は、上部側約２／３相当の上側部材の曲げ剛性が下部側約１／３相当の下側部材の曲げ剛性よりも大きくなるように構成されている。

１対のルーフサイドレール１０は、車幅方向外側部分でルーフパネルの左右端部に夫々対応するように配設され、前後１対のヘッダ２１，２２と、２つのルーフレインフォースメント（以下、ルーフレインと略す）２３，３０等を備えている。フロントヘッダ２１は、１対のルーフサイドレール１０の前端部を連結し、リヤヘッダ２２は、１対のルーフサイドレール１０の後端部を連結している。リヤヘッダ２２には、リフトゲート（図示略）を開閉するための左右１対のヒンジ（図示略）が設置されている。ルーフレイン２３は、１対のＣピラー６の上端部に対応する部位を左右に連結する位置に配置され、ルーフレイン３０は、１対のＢピラー５の上端部に対応する部位を左右に連結する位置に配置されている。

図２に示すように、ルーフレールアウタ１１の左側端部（車幅方向内側端部）は、側面視にて凹凸状（湾曲波状）に形成されている。ルーフレールアウタ１１の端部には、上壁部の大半を占める基準面に対して上方に膨出する複数の膨出部１１ａが前後に並んで形成されている。これら複数の膨出部１１ａがルーフパネルの下面に溶接にて接合される。更に、ルーフレールアウタ１１の左側端部には、ルーフレイン３０が接合されている。

次に、ルーフレイン３０について説明する。
図２～図５に示すように、ルーフレイン３０は、例えば、高張力鋼板によって一体形成され、断面略Ｕ字状の前後１対の下溝部３１と、前側下溝部３１の後側上端部と後側下溝部３１の前側上端部を連結して断面逆Ｕ字状の上溝部３２を形成する連結部３３と、前側下溝部３１の前側上端部から前方に延びると共に後側下溝部３１の後側上端部から後方に延びる前後１対のフランジ部３４等を備えている。

ルーフレイン３０の右側端部、所謂連結部３３と前後１対のフランジ部３４の右側端部は、ルーフレールアウタ１１の左側端部に対して僅かな隙間を空けて対向配置されている。 連結部３３と前後１対のフランジ部３４には、各々の端部から右方に延設された３つの突出部３５が夫々形成されている。各突出部３５は、隣り合う膨出部１１ａの間においてルーフレールアウタ１１の上面（基準面）に溶接にて夫々接合されている。また、ルーフサイドレール１０とルーフレイン３０との間を車室内側から補強するガセット４０が設けられている。側面衝突時にＢピラー５を介してルーフサイドレール１０に入力される荷重に対して、ルーフレイン３０がルーフサイドレール１０を車幅方向内側への変位を抑制する。

次に、ルーフサイドレール１０について説明する。
ルーフサイドレール１０は、右側壁部（車幅方向外側壁部）を構成するルーフレールアウタ１１と、このルーフレールアウタ１１と協働して前後に延びる断面略台形状の閉断面を形成するルーフレールインナ１２と、ルーフレールアウタ１１の前後に延びる上側稜線を覆う断面略Ｌ字状の補強部材１４等によって構成されている。図３～図５に示すように、Ｂピラー５の上端部が接続されたルーフサイドレール１０の車体前後方向途中部には、台形状閉断面を車幅方向に内外に仕切るルーフレールレインフォースメント（以下、ルーフレールレインと略す）１３が配設されている。

Ｂピラー５のアウタ部材５ａ（ピラーアウタ）の上端部は、補強部材１４が配設されたルーフレールアウタ１１の右側部に接合されている。Ｂピラー５のインナ部材５ｂ（ピラーインナ）は、上端側部分がルーフレールアウタ１１の下端部分にルーフレールレイン１３の下端部を挟んで接合により固定されている。アウタ部材５ａには、この接合部に対応する部位に開口部５ｃが設けられ、開口部５ｃを介してルーフレールアウタ１１とルーフレールレイン１３とインナ部材５ｂが接合されると共に軽量化されている。

また、インナ部材５ｂの上端部分がルーフレールインナ１２の下端部に接合され、ルーフレールインナ１２の車幅方向内側に屈曲された上端部がルーフレールアウタ１１の上面部に接合されている。この接合部よりも車幅方向外側において、ルーフレールレイン１３の車幅方向内側に屈曲された上端部が、ルーフレールアウタ１１の上面部に接合により固定されている。即ち、ルーフサイドレール１０の車体前後方向途中部では、ルーフレールアウタ１１とルーフレールレイン１３が協働して前後に延びる閉断面を形成すると共に、ルーフレールアウタ１１とルーフレールレイン１３とインナ部材５ｂとルーフレールインナ１２が協働して前後に延びる閉断面を形成している。ルーフレールレイン１３は、ルーフレールインナ１２に第１接着部材１５ａ及び第２接着部材１５ｂによって固定されている。

図４，図５に示すように、ルーフサイドレール１０とルーフレイン３０とガセット４０は、第１～第４接合部Ｐ１～Ｐ４で夫々接合されている。第１，第２接合部Ｐ１，Ｐ２は、ガセット４０の前後端部に対応する部分に設定されている。第１接合部Ｐ１では、突出部３５（フランジ部３４）と上部フランジ部４３がルーフレールアウタ１１を挟み込んで溶接により三重接合している。第１接合部Ｐ１よりも車幅方向外側に設定された第２接合部Ｐ２では、ルーフレールインナ１２と側部フランジ部４４が溶接により接合されている。

第３，第４接合部Ｐ３，Ｐ４は、ガセット４０の前後中間部に対応する部分に設定されている。ルーフレールインナ１２が部分的に左方に延設されているため、第３接合部Ｐ３では、突出部３５（連結部３３）とルーフレールインナ１２がルーフレールアウタ１１を挟み込んで溶接により三重接合している。第３接合部Ｐ３よりも車幅方向外側に設定された第４接合部Ｐ４では、側部フランジ部４４とインナ部材５ｂがルーフレールインナ１２を挟み込んで溶接により三重接合している。

本実施例では、第１，第２，第４接合部Ｐ１，Ｐ２，Ｐ４における各部材の接合方法を同じにし、更に、第３接合部Ｐ３におけるルーフレールアウタ１１とルーフレールインナ１２とルーフレイン３０の接合方法を第１，第２，第４接合部Ｐ１，Ｐ２，Ｐ４における各部材の接合方法と同じにすることで、同一の溶接ステーションで作業することができ、生産効率の向上を図っている。

次に、ルーフレールレイン１３について説明する。
図６，図７に示すようにルーフレールレイン１３は鋼板をプレス成形して形成され、板状の本体部１３ａと、本体部１３ａの前後端部を車幅方向外側に屈曲させた節部１３ｂ，１３ｃと、ルーフレールアウタ１１に接合するために節部１３ｂ，１３ｃに夫々設けられた節部接合部１３ｄ～１３ｇと、本体部１３ａの上端部を車幅方向内側に屈曲させた上端接合部１３ｈを有する。節部１３ｂの節部接合部１３ｄ，１３ｅはルーフレールアウタ１１の異なる面部（上下方向中間部位で屈曲された車幅方向外側壁部の上側部分と下側部分）に接合により夫々固定され、節部１３ｃの節部接合部１３ｆ，１３ｇも同様である。

本体部１３ａの下側部分は、下端に向かって前後方向幅が小さくなるように形成されて軽量化を図ると共にＢピラー５内に収まるようにしている。本体部１３ａの上側部分に設けられた開口部１３ｊは、この開口部１３ｊを介してＢピラー５のアウタ部材５ａとルーフレールアウタ１１のスポット溶接を可能にすると共に軽量化が図られている。ルーフレールレイン１３をルーフレールインナ１２に固定するために、本体部１３ａの中段の前側部分と後側部分（前後端部の近傍部）には第１接着部材１５ａが夫々付着され、それらの中間部分には第２接着部材１５ｂが付着される。

ルーフレールレイン１３がルーフサイドレール１０の台形状閉断面を車幅方向に内外に仕切り、その車幅方向外側の閉断面は、ルーフレールレイン１３の節部１３ｂ，１３ｃによって前後も仕切られている。これら節部１３ｂ，１３ｃがルーフサイドレール１０の車幅方向外側の閉断面の崩れを防ぐように機能して剛性を高め、側面衝突時にルーフサイドレール１０の変形を抑制してＢピラー５の車室内への侵入を軽減する。また、ルーフレールレイン１３がルーフレールインナ１２に固定され、ルーフサイドレール１０の車幅方向内側の閉断面の崩れも防ぐように機能するので、側面衝突時のルーフサイドレール１０の変形を一層抑制することができる。こうしてルーフレールレイン１３によってＢピラー５とルーフサイドレール１０の接続部における剛性を強化している。

ルーフレールレイン１３の節部１３ｂ，１３ｃによって、車幅方向に内外に仕切られた閉断面には断面崩れに対する剛性に差が設けられ、振動し難い部分と振動し易い部分が設けられている。これにより、Ｂピラー５から振動が伝達されたときに、ルーフレールインナ１２がルーフレールレイン１３に対して相対的に大きく振動する。この振動を第１，第２接着部材１５ａ，１５ｂが吸収して熱に変換することにより減衰させ、ルーフレイン３０等に伝達される振動を小さくする。即ち第１，第２接着部材１５ａ，１５ｂは、Ｂピラー５を介してルーフサイドレール１０に伝わる振動を減衰させるように作用する減衰部材である。

本体部１３ａの第１接着部材１５ａと比べて第２接着部材１５ｂは節部１３ｂ，１３ｃから離れているため、最も振動し易い部位に配設されている。この中間部分の第２接着部材１５ｂを前側及び後側の第１接着部材１５ａよりも減衰性能が高いものにして、振動の抑制効果を高めている。具体的には、第２接着部材１５ｂの接着面積を他の２つの第１接着部材１５ａよりも大きくしている。又は、第２接着部材１５ｂの車幅方向の厚みを他の２つの第１接着部材１５ａよりも大きくしている。第２接着部材１５ｂの接着面積と厚みの両方を他の２つより大きくすることもできる。尚、第２接着部材１５ｂを第１接着部材１５ａよりも高い減衰性能を有する材料からなる接着部材にして、接着部材の物性を異ならせることにより減衰性能を高めることもでき、更に上記と同様に接着面積や車幅方向の厚みを異ならせてもよい。

次に、上記上部車体構造の作用、効果について説明する。
上部車体構造は、前後に延びる閉断面を有するルーフサイドレール１０にＢピラー５が接続されるルーフサイドレール１０の車体前後方向途中部の内部に、その内部の空間を前後方向の２箇所で節状に仕切り且つその間の空間を車幅方向に内外に仕切るルーフレールレイン１３を備えている。このルーフレールレイン１３は、ルーフサイドレール１０を構成するルーフレールアウタ１１とルーフレールインナ１２と、Ｂピラー５を構成するインナ部材５ｂに固定されている。

ルーフサイドレール１０とＢピラー５の両方に固定されたルーフレールレイン１３によって、ルーフサイドレール１０とＢピラー５の接続剛性が高められて振動し難くすると共に、ルーフレールレイン１３が振動減衰機能を有する第１，第２接着部材１５ａ，１５ｂによってルーフレールインナ１２に固定されて振動を減衰させる。ルーフレールレイン１３の固定された前後端部の間の振動し易い部位に第１接着部材１５ａよりも高い減衰特性を有する第２接着部材１５ｂを配設したので、効果的に振動を減衰させることができる。従って、車両走行時の振動を抑制することができる。

第２接着部材１５ｂの接着面積を第１接着部材１５ａの接着面積よりも大きくしている。又は、第２接着部材１５ｂの車幅方向の厚さを第１接着部材１５ａの車幅方向の厚さよりも大きくしている。これにより第１接着部材１５ａと第２接着部材１５ｂに同じ材質のものを使用しても、接着面積又は車幅方向の厚さが大きい第２接着部材１５ｂの振動減衰特性を第１接着部材１５ａよりも高くすることができる。従って、容易に振動を減衰させる構成を実現することができる。

また、ルーフサイドレール１０の内部を節状に仕切るルーフレールレイン１３の前後端部の節部１３ｂ，１３ｃをルーフレールアウタ１１の複数の面部に固定してルーフレールアウタ１１を支持させる。これにより、ルーフレールレイン１３によって車幅方向に内外に仕切られたルーフサイドレール１０の車幅方向外側の閉断面の崩れを抑えるように剛性が高められ、車幅方向外側の閉断面における剛性との間に差を設けて、振動し難い部分と振動し易い部分の間に配設された第１、第２接着部材１５ａ，１５ｂに効果的に吸収させることができる。

アウタ部材５ａは、ルーフレールレイン１３の下端部に対応する部位に開口部５ｃを有しているので、開口部５ｃを介して接合することができるので組立が容易になり、且つ車体重量を軽減できる。

その他、当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱することなく上記実施形態に種々の変更を付加した形態で実施可能であり、本発明はその種の変更形態をも包含するものである。

５ ：Ｂピラー（ピラー）
５ａ ：アウタ部材（ピラーアウタ）
５ｂ ：インナ部材（ピラーインナ）
５ｃ ：開口部
１０ ：ルーフサイドレール
１１ ：ルーフレールアウタ
１２ ：ルーフレールインナ
１３ ：ルーフレールレイン
１３ａ ：本体部
１３ｂ，１３ｃ ：節部
１３ｄ～１３ｇ ：節部接合部
１３ｈ ：上端接合部
１４ ：補強部材
１５ａ ：第１接着部材
１５ｂ ：第２接着部材
２３，３０ ：ルーフレイン
４０ ：ガセット
Ｖ ：車両

Claims (5)

1. 車両の上部車幅方向外側部分に、車両の前後方向に延びる閉断面を有するルーフサイドレールと、前記ルーフサイドレールの車体前後方向途中部から下方に延びるピラーと、前記ルーフサイドレールの車体前後方向途中部の内部で前後方向に延び且つ前後端部が車幅方向外側に屈曲されてその内部の空間を前後方向及び車幅方向に仕切るように配設されたルーフレールレインとを夫々備えた上部車体構造において、
   前記ルーフサイドレールは、車幅方向外側壁部を構成するルーフレールアウタと、このルーフレールアウタと協働して閉断面を形成するルーフレールインナを有し、
   前記ピラーは、車幅方向外側壁部を構成するピラーアウタと、このピラーアウタと協働して上下方向に延びる閉断面を形成するピラーインナを有し、
   前記ルーフレールレインは、車幅方向外側に屈曲された前後端部が前記ルーフレールアウタに夫々固定され、その前後端部の間の部分を前記ピラーインナの上端部分に連結された前記ルーフレールインナに連結するために、前後端部の近傍部に振動減衰機能を有する第１接着部材を夫々配設すると共に、前記第１接着部材よりも減衰特性が高い第２接着部材を前記第１接着部材の間の中間部に配設したことを特徴とする上部車体構造。
2. 前記第２接着部材の接着面積が前記第１接着部材の接着面積よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の上部車体構造。
3. 前記第２接着部材の車幅方向の厚さが前記第１接着部材の車幅方向の厚さよりも大きいことを特徴とする請求項１又は２に記載の上部車体構造。
4. 前記ルーフレールレインの前後端部は、前記ルーフレールアウタが有する複数の面部に夫々接合されたことを特徴とする請求項１～３の何れか１項に記載の上部車体構造。
5. 前記ルーフレールレインは、上端部が車幅方向内側に屈曲されて前記ルーフレールアウタの上面部に接合され、下端部が前記ルーフレールアウタと前記ピラーインナに接合されたことを特徴とする請求項１～４の何れか１項に記載の上部車体構造。

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