WO2012101783A1 - センターピラー上部結合構造 - Google Patents

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WO2012101783A1
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center pillar
side rail
roof side
centroid
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Inventor
黒川 博幸
Original Assignee
トヨタ自動車株式会社
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D25/00Superstructure or monocoque structure sub-units; Parts or details thereof not otherwise provided for
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D25/00Superstructure or monocoque structure sub-units; Parts or details thereof not otherwise provided for
    • B62D25/04Door pillars ; windshield pillars
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D25/00Superstructure or monocoque structure sub-units; Parts or details thereof not otherwise provided for
    • B62D25/06Fixed roofs

Definitions

  • the present invention relates to a center pillar upper coupling structure that couples a center pillar and a roof side rail.
  • Patent Document 1 discloses a coupling structure of a center pillar and a roof side rail that is arranged so that the upper part of the center pillar reinforcement is covered from the outside of the vehicle of the roof side rail outer.
  • JP 2003-212148 A discloses a coupling structure of a center pillar and a roof side rail that is arranged so that the upper part of the center pillar reinforcement is covered from the outside of the vehicle of the roof side rail outer.
  • the roof side rail passes through the vehicle in the front-rear direction with a substantially uniform cross section, and the upper part of the center pillar reinforcement is joined so as to cover the outer surface of the roof side rail outer.
  • the centroid of the cross section of the roof side rail passing in the front-rear direction and the centroid of the cross section of the center pillar are not connected, and there is a coupling loss. For this reason, there is room for improvement in terms of joint strength and rigidity between the upper part of the center pillar and the roof side rail.
  • the present invention is intended to obtain a center pillar upper joint structure that can improve the joint strength and rigidity between the upper part of the center pillar and the roof side rail in consideration of the above facts.
  • the center pillar upper coupling structure includes a center pillar extending along a vehicle vertical direction on a vehicle side portion, and arranged on the vehicle upper side of the center pillar along a vehicle longitudinal direction.
  • a center pillar upper coupling structure that couples the extended roof side rail to the lower side of the outer wall surface of the side rail outer that forms the outer wall of the roof side rail in the vehicle width direction.
  • An upper portion of the center pillar reinforcement that constitutes a wall on the outer side in the vehicle width direction of the center pillar, and a concave portion that is recessed in the vehicle and that is open on the lower side of the vehicle and whose upper surface is disposed above the center of the sectional side of the roof side rail.
  • an upper coupling portion coupled to the side rail outer so as to close the concave portion.
  • the center pillar upper coupling structure according to the second aspect of the present invention is the center pillar upper coupling structure according to the first aspect, in which the lower end of the bottom surface of the recess is aligned with the front and rear of the center pillar in the vehicle longitudinal direction.
  • the flange position is arranged so as to substantially coincide with an extended line extending upward of the vehicle.
  • the center pillar upper joint structure of the third aspect according to the present invention is provided in a joint part between the center pillar reinforcement and the side rail outer in the center pillar upper joint structure of the first aspect or the second aspect,
  • the said recessed part is arrange
  • the vehicle is recessed inward of the vehicle and on the lower side of the outer wall surface of the side rail outer constituting the wall of the roof side rail in the vehicle width direction.
  • a recess having an open side is provided, and the upper surface of the recess is disposed above the vehicle relative to the cross-sectional centroid of the roof side rail.
  • an upper coupling portion extending at the upper portion of the center pillar reinforcement constituting the outer wall of the center pillar in the vehicle width direction is coupled to the side rail outer so as to close the concave portion.
  • a virtual centroid of the cross section of the center pillar formed by the centroid of the closed cross section constituted by the center pillar reinforcement and the concave portion of the side rail outer is formed on the vehicle upper side of the centroid of the cross section of the center pillar.
  • the centroid of the cross section of the roof side rail and the virtual centroid of the cross section of the center pillar can be crossed in the side view of the vehicle, and the coupling strength and rigidity between the upper part of the center pillar and the roof side rail can be improved. Can do.
  • the lower end portion of the bottom surface of the recess in the vehicle front-rear direction is substantially an extension line extending the vehicle flange front and rear alignment flange positions upward of the vehicle. It arrange
  • a pair of front and rear arc-shaped connection portions formed in an arc shape in a vehicle side view are formed at the coupling portion between the center pillar reinforcement and the side rail outer.
  • a recess of the side rail outer is disposed between the terminal ends of the pair of front and rear arc-shaped connecting portions.
  • the center pillar upper coupling structure according to the present invention can improve the coupling strength and rigidity between the upper part of the center pillar and the roof side rail.
  • FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing the vicinity of a joint portion between an upper portion of a center pillar and a roof side rail along line 3-3 in FIG. 2. It is the figure which showed typically the cross-sectional centroid of the center pillar in the center pillar upper coupling structure which concerns on one Embodiment, the virtual centroid of the cross section of a center pillar, and the cross-sectional centroid of a roof side rail.
  • an arrow FR appropriately shown indicates the vehicle front side
  • an arrow UP indicates the vehicle upper side
  • an arrow OUT indicates the vehicle width direction outer side.
  • FIG. 1 is a schematic side view showing a part of an automobile 10 (vehicle) to which the center pillar upper coupling structure 28 of the present embodiment is applied.
  • FIG. 2 is a perspective view of the center pillar upper coupling structure 28 as viewed from the outside of the vehicle.
  • FIG. 3 is a longitudinal sectional view of the center pillar upper coupling structure 28 taken along line 3-3 in FIG. The figure is shown.
  • a front pillar 14, a center pillar 16, and a rear pillar 18 are disposed on the vehicle body side portion 12 in order from the vehicle front side.
  • the front pillar 14, the center pillar 16, and the rear pillar 18 are provided as a pair on the left and right sides of the automobile 10.
  • the center pillar 16 is disposed between the front door opening 20A and the rear door opening 20B formed in the vehicle body side portion 12, and is a vehicle body skeleton member whose longitudinal direction is substantially the vehicle vertical direction.
  • the upper end portion 16 ⁇ / b> A of the center pillar 16 is coupled to the intermediate portion 22 ⁇ / b> A of the roof side rail 22 in the vehicle front-rear direction.
  • the roof side rail 22 is a vehicle body skeleton member that is disposed on both sides of a roof panel 52 (see FIGS. 2 and 3) disposed on the upper portion of the vehicle with the vehicle longitudinal direction being substantially the longitudinal direction. That is, the roof side rail 22 is disposed in the vehicle front-rear direction along the upper edges of the front door opening 20A and the rear door opening 20B.
  • a connecting portion between the center pillar 16 and the roof side rail 22 is formed in a substantially T shape.
  • the rocker 24 is a vehicle body skeleton member disposed on both sides of the lower portion of the vehicle body with the longitudinal direction of the vehicle as a longitudinal direction. That is, the rocker 24 is disposed in the vehicle front-rear direction along the lower edges of the front door opening 20A and the rear door opening 20B.
  • the upper end portion 18A of the rear pillar 18 is coupled to the rear end portion 22B of the roof side rail 22 in the vehicle longitudinal direction.
  • a lower member 19 that is bent toward the vehicle front side and extends toward the vehicle lower side is provided at a lower portion of the rear pillar 18, and a lower end portion of the lower member 19 is a rear end portion 24 ⁇ / b> A in the vehicle longitudinal direction of the rocker 24. Is bound to.
  • the center pillar 16 includes a center pillar inner panel 30 disposed on the inner side in the vehicle width direction, and a center pillar reinforcement 32 disposed on the outer side in the vehicle width direction of the center pillar inner panel 30.
  • the roof side rail 22 includes a roof side rail inner panel 34 disposed on the inner side in the vehicle width direction, and a roof side rail outer panel (side rail outer) 36 disposed on the outer side in the vehicle width direction of the roof side rail inner panel 34.
  • a cycle outer also referred to as a side outer panel
  • the roof side rail inner panel 34 constitutes a portion of the roof side rail 22 on the inner side in the vehicle width direction, and is disposed in the upper part of the vehicle with the vehicle front-rear direction as the longitudinal direction. As shown in FIG. 3 and the like, the roof side rail inner panel 34 has a substantially L-shaped side wall portion 34A disposed along the vehicle vertical direction and the vehicle front-rear direction, and an upper end portion of the side wall portion 34A.
  • the upper flange part 34B extended in the vehicle width direction inner side, and the lower flange part 34C extended from the lower end part of the side wall part 34A diagonally outward of a vehicle are provided.
  • the roof side rail outer panel 36 is disposed outside the roof side rail inner panel 34 in the vehicle width direction and extends in the vehicle front-rear direction, and as shown in FIG. It is made into a shape.
  • the roof side rail outer panel 36 includes an upper wall 36A that is disposed substantially along the vehicle width direction, an outer wall 36B that is disposed along the vehicle diagonally outer lower side from the vehicle width direction outer end of the upper wall 36A, and an outer wall.
  • a lower wall 36C disposed along the vehicle width direction inner lower side from the lower end portion of 36B, an upper flange portion 36D formed at an inner end portion of the upper wall 36A in the vehicle width direction, and an inner end of the lower wall 36C in the vehicle width direction
  • a lower flange portion 36E formed in the portion.
  • the roof side rail outer panel 36 has an upper flange portion 36D superimposed on the vehicle upper side of the upper flange portion 34B of the roof side rail inner panel 34 and joined by welding, and a lower flange portion 36E is a lower flange portion of the roof side rail inner panel 34. It is superimposed on the outer side in the vehicle width direction of 34C and joined by welding.
  • a flange portion 50A formed on the vehicle inner end portion of the upper portion of the cylinder outer 50 is overlapped and joined by welding.
  • a flange portion 52A formed on the outer end portion of the roof panel 52 in the vehicle width direction is overlapped and joined by welding.
  • the roof side rail outer panel 36 is formed with a recess 38 that is recessed toward the inside of the vehicle and opened at the vehicle lower side at the joint with the upper end 16A of the center pillar 16.
  • the recess 38 is provided at a position straddling the outer wall 36B and the lower wall 36C of the roof side rail outer panel 36.
  • the recessed part 38 is made into the semicircle (arch) shape which faced the vehicle upper side by the vehicle side view (refer FIG. 2).
  • the recess 38 will be described in detail later.
  • the center pillar inner panel 30 is arranged with the longitudinal direction of the vehicle substantially in the longitudinal direction, an inner wall 30A in which a bent portion is formed in the longitudinal direction of the vehicle before and after the vehicle, and the front of the vehicle at the front end of the inner wall 30A.
  • a front flange portion 30B extending toward the vehicle side, and a rear flange portion 30C extending toward the vehicle rear side at the vehicle rear end portion of the inner wall 30A are provided.
  • the center pillar reinforcement 32 is arranged with the vehicle vertical direction as a longitudinal direction, and has a substantially hat shape with a horizontal cross-sectional shape opened inward in the vehicle width direction.
  • the center pillar reinforcement 32 extends toward the vehicle width direction inner side from the outer wall 32A on the outer side in the vehicle width direction with the plane direction being substantially the vehicle longitudinal direction and the direction along the vehicle vertical direction, and the vehicle front end of the outer wall 32A.
  • the front flange portion 32D and the rear flange portion 32E of the center pillar reinforcement 32 are overlapped with each other on the outer side in the vehicle width direction of the front flange portion 30B and the rear flange portion 30C of the center pillar inner panel 30, and are joined by welding.
  • the center pillar 16 is formed in a closed cross-sectional structure by the center pillar inner panel 30 and the center pillar reinforcement 32.
  • the positions at which the front flange portion 32D and the rear flange portion 32E of the center pillar reinforcement 32 and the front flange portion 30B and the rear flange portion 30C of the center pillar inner panel 30 are joined are indicated by “ The alignment flange position 33 ”is set.
  • an upper extending portion 42 is formed at the upper end portion of the center pillar reinforcement 32 so as to extend to the vehicle upper side along the vehicle width direction outer side of the outer wall 36B of the roof side rail outer panel 36.
  • the upper extending portion 42 is disposed so as to close (cover) the concave portion 38 of the roof side rail outer panel 36, and the upper portion of the center pillar 16, that is, the vicinity of the connection portion with the roof side rail 22 in the vehicle side view is the roof.
  • a pair of front and rear arc-shaped connecting portions 43 that gradually expands in the front-rear direction of the vehicle as it goes toward the side rail 22 (see FIG. 2).
  • the arc-shaped connecting portion 43 is curved so that the front side wall 32B and the rear side wall 32C change the direction from the vehicle up-down direction to the vehicle front-rear direction, and the front side wall 32B and the rear side wall 32C are R-shaped in a vehicle side view ( (Curved surface).
  • the terminal ends 43A of a pair of front and rear arc-shaped connecting parts 43 connected to the outer side wall 36B and the lower wall 36C of the roof side rail outer panel 36, 43B is provided (see FIG. 2).
  • the upper extending portion 42 is provided with the terminal ends 43A and 43B of the arc-shaped connecting portion 43 of the center pillar reinforcement 32, which is the starting point of the general surface of the roof side rail 22.
  • the pair of front and rear arc-shaped connecting portions 43 are provided with arc curves having different radii of curvature in a side view of the vehicle, and are formed so that the front side is a smoother arc curve than the rear side (see FIG. 1). Note that the pair of front and rear arc-shaped connecting portions 43 may be arc-shaped curves having a single radius of curvature in a vehicle side view.
  • the lower wall 36C of the roof side rail outer panel 36 protrudes in a convex shape toward the outside of the vehicle at the position of the upper extending portion 42.
  • the upper extending portion 42 is disposed in surface contact with the outer wall 36B, the lower wall 36C, and the lower flange portion 36E at the front and rear of the concave portion 38 of the roof side rail outer panel 36 and above the vehicle.
  • the upper extending portion 42 is joined to the upper wall (upper coupling portion) of the upper extending portion 42 by an outer wall 36B on the vehicle upper side of the recessed portion 38 by spot welding and Lower end portions (flange portions) of the installation portion 42 at the front and rear of the vehicle are joined to the lower flange portion 36E of the roof side rail outer panel 36 by spot welding (see FIG. 2).
  • the recess 38 of the roof side rail outer panel 36 will be described.
  • the recess 38 is formed on the vehicle upper side of the centroid of the cross section of the center pillar 16 (centroid of the closed cross section by the center pillar reinforcement 32 and the center pillar inner panel 30) (see FIG. 3).
  • the concave portion 38 (ridge line with the outer wall 36B) of the roof side rail outer panel 36 is disposed between the terminal ends 43A and 43B of the pair of front and rear arc-shaped connection portions 43 in the upper extension portion 42 of the center pillar reinforcement 32 in a vehicle side view. (See FIG. 2).
  • the position of the concave portion 38 in the vehicle side view is set between the terminal ends 43A and 43B of the pair of front and rear arc-shaped connecting portions 43 because the strength of the concave portion 38 against the axial force of the roof side rail 22 generated by the frontal collision of the vehicle. This is to suppress the decrease.
  • the start points 38A and 38B before and after the ridge line of the recess 38 are the ridge lines before and after the outer wall 32A of the center pillar reinforcement 32 that is a skeleton member (the outer wall 32A, the front side wall 32B, and the rear side wall 32C. Is provided at a position substantially coinciding with the extended line extending upward of the vehicle (see FIG. 2).
  • the upper end portion (upper coupling portion) of the upper extension portion 42 of the center pillar reinforcement 32 is coupled to the roof side rail outer panel 36 on the vehicle upper side of the recess 38 so as to close the recess 38.
  • a centroid having a closed cross section constituted by the center pillar reinforcement 32 (upper extending portion 42) and the concave portion 38 of the roof side rail outer panel 36, that is, a virtual centroid 62 of the cross section of the center pillar 16 is disposed above the centroid 60 in the vehicle. Is formed.
  • the bottom end of the bottom surface of the recess 38 (substantially the vehicle vertical direction surface in FIG. 3) 38C in the vehicle front-rear direction view (vehicle rear view) is substantially an extension line extending the alignment flange position 33 of the center pillar 16 upward in the vehicle. They are arranged to match. Thereby, the centroid 60 of the cross section of the center pillar 16 and the virtual centroid 62 of the cross section of the center pillar 16 can be smoothly connected in the vehicle front-rear direction view (vehicle rear view).
  • An upper surface 38D (a surface curved in a substantially vehicle width direction in FIG. 3) 38 ⁇ / b> D in the vehicle longitudinal direction (vehicle rear view) is provided above the centroid 64 of the cross section of the roof side rail 22. .
  • centroid 64 of the cross section of the roof side rail 22 and the virtual centroid 62 of the cross section of the center pillar 16 intersect each other when viewed in the vehicle longitudinal direction (viewed from the rear of the vehicle). It is said.
  • centroid 64 of the cross section of the roof side rail 22 and the virtual centroid 62 of the cross section of the center pillar 16 intersect each other in the vehicle side view and the vehicle front-rear direction view (vehicle rear view) (see FIGS. 2 and 2). 3) may be configured such that the centroid 64 of the cross section of the roof side rail 22 and the virtual centroid 62 of the cross section of the center pillar 16 intersect only in a side view of the vehicle.
  • a recess 38 is provided on the lower side of the outer wall 36 ⁇ / b> B of the roof side rail outer panel 36 constituting the roof side rail 22.
  • the upper surface 38D of the recess 38 is arranged above the vehicle from the centroid 64 of the cross section of the roof side rail 22.
  • An upper end portion of the upper extension portion 42 of the center pillar reinforcement 32 constituting the center pillar 16 is coupled to the roof side rail outer panel 36 so as to close the recess 38.
  • a virtual centroid 62 of the cross section of the center pillar 16 is formed on the vehicle upper side of the centroid 60 of the cross section of the center pillar 16 by the centroid of the closed cross section of the center pillar reinforcement 32 and the recess 38 of the roof side rail outer panel 36. Is formed. That is, as shown in FIG. 4, the centroid 64 of the cross section of the roof side rail 22 and the virtual centroid 62 of the cross section of the center pillar 16 above the vehicle of the centroid 60 of the center pillar 16 are viewed from the side of the vehicle. By crossing at, the coupling loss can be eliminated, and the coupling strength and rigidity between the upper part of the center pillar 16 and the roof side rail 22 can be improved.
  • the lower end portion of the bottom surface 38 ⁇ / b> C of the recess 38 in the vehicle front-rear direction view is an extension line extending the vehicle front and rear alignment flange position 33 of the center pillar 16 upward of the vehicle. It arrange
  • the centroid 60 of the cross section of the center pillar 16 and the virtual centroid 62 of the cross section of the center pillar 16 can be smoothly connected, and the coupling strength and rigidity between the upper part of the center pillar 16 and the roof side rail 22 are effective. Can be improved.
  • the concave portion 38 of the roof side rail outer panel 36 is formed by the end portions 43A and 43B of the pair of front and rear arc-shaped connecting portions 43 provided at the joint portion between the upper extension portion 42 of the center pillar reinforcement 32 and the roof side rail outer panel 36. It is arrange
  • FIG. 5 shows a center pillar upper coupling structure 100 according to a comparative example.
  • the roof side rail outer panel 104 constituting the roof side rail 102 has a substantially cross-sectional hat shape opened inward in the vehicle width direction.
  • the roof side rail outer panel 104 has a substantially identical cross-sectional shape along the vehicle front-rear direction on the vehicle upper side of the center pillar 106. That is, the roof side rail outer panel 104 is not provided with a recess.
  • the upper end portion 108A of the center pillar reinforcement 108 constituting the center pillar 106 extends to a lower portion of the outer side surface 104A of the roof side rail outer panel 104, and the upper end portion 108A of the center pillar reinforcement 108 is outside the roof side rail outer panel 104. It is arranged on the side surface 104A in a surface contact state and joined by spot welding or the like.
  • the skeleton cross section of the roof side rail 102 is preferentially passed in the vehicle front-rear direction, and the center pillar 106
  • the center pillar reinforcement 108 which is a skeleton covers the roof side rail outer panel 104 from the outside of the vehicle.
  • the centroid 60 of the cross section of the center pillar 106 and the centroid 64 of the cross section of the roof side rail 102 are not connected in a side view of the vehicle. There is. For this reason, there is room for improvement in terms of the bonding strength and rigidity between the upper portion of the center pillar 106 and the roof side rail 102.
  • a closed cross section of the center pillar reinforcement 32 and the concave portion 38 of the roof side rail outer panel 36 is formed on the vehicle upper side of the centroid 60 of the cross section of the center pillar 16.
  • a virtual centroid 62 of the cross section of the center pillar 16 by the centroid is formed, and the centroid 64 of the cross section of the roof side rail 22 and the virtual centroid 62 of the cross section of the center pillar 16 are intersected (see FIG. 4). For this reason, there is no coupling loss, and the coupling strength and rigidity between the upper part of the center pillar 16 and the roof side rail 22 can be improved.
  • the recess 38 of the roof side rail outer panel 36 is formed in a semicircular (arch) shape facing the vehicle upper side in a vehicle side view, but is not limited to this shape.
  • it may be a substantially triangular shape or a rectangular shape with the top portion facing upward of the vehicle in a side view of the vehicle.
  • the start points 38A and 38B before and after the ridge line of the recess 38 are the ridge lines before and after the outer wall 32A of the center pillar reinforcement 32 that is a skeleton member (the outer wall 32A, the front side wall 32B, and the rear side wall 32C. Is set on a substantially extended line extending above the vehicle, but is not limited to this. That is, if the concave portion 38 is disposed between the terminal ends 43A and 43B of the pair of front and rear arc-shaped connecting portions 43 of the upper extending portion 42 of the center pillar reinforcement 32 in a side view of the vehicle, the shape and size of the concave portion 38 are obtained. Can be changed as appropriate.

Abstract

 センターピラーの上部とルーフサイドレールとの結合強度、剛性を向上させることができるセンターピラー上部結合構造を得る。 ルーフサイドレールアウタパネル(36)には、センターピラー(16)との結合部に車両内側に窪んだ凹部(38)が形成されている。ルーフサイドレールアウタパネルの上部には、凹部を塞ぐ上部延設部(42)が設けられており、上部延設部の上端部がルーフサイドレールアウタパネルに接合されている。車両背面視で凹部の上面(38D)は、ルーフサイドレール(22)の断面の図心(64)よりも車両上方に設けられている。これにより、センターピラーの断面の図心(60)の車両上方に、センターピラーリインフォース(32)とルーフサイドレールアウタパネルの凹部によるセンターピラーの断面の仮想図心(62)が形成され、この仮想図心がルーフサイドレールの断面の図心(64)と交差している。

Description

センターピラー上部結合構造
 本発明は、センターピラーとルーフサイドレールとを結合するセンターピラー上部結合構造に関する。
 下記特許文献1には、センターピラーリインフォースの上部がルーフサイドレールアウタの車両外側からかぶさるように配置されたセンターピラーとルーフサイドレールとの結合構造が開示されている。
特開2003-212148号公報
 上記特許文献1に記載の構造では、ルーフサイドレールが車両前後方向に略均一断面で通っていて、センターピラーリインフォースの上部がルーフサイドレールアウタの外側面にかぶさるように接合されているため、車両前後方向に通っているルーフサイドレールの断面の図心と、センターピラーの断面の図心とが繋がっておらず、結合ロスがある。このため、センターピラーの上部とルーフサイドレールとの結合強度、剛性の点で改善の余地がある。
 本発明は上記事実を考慮し、センターピラーの上部とルーフサイドレールとの結合強度、剛性を向上させることができるセンターピラー上部結合構造を得ることが目的である。
 本発明に係る第1の態様のセンターピラー上部結合構造は、車両側部に車両上下方向に沿って延在されるセンターピラーと、前記センターピラーの車両上方側に配置され車両前後方向に沿って延在されるルーフサイドレールと、を結合するセンターピラー上部結合構造であって、前記ルーフサイドレールの車両幅方向外側の壁を構成するサイドレールアウタの外壁面の下部側に設けられ、車両内側に窪むと共に車両下方側が開放され、かつ上面が前記ルーフサイドレールの断面図心よりも車両上方に配置された凹部と、前記センターピラーの車両幅方向外側の壁を構成するセンターピラーリインフォースの上部に延設され、前記凹部を塞ぐように前記サイドレールアウタに結合される上部結合部と、を有するものである。
 本発明に係る第2の態様のセンターピラー上部結合構造は、第1の態様のセンターピラー上部結合構造において、車両前後方向視で前記凹部の底面の下端部が、前記センターピラーの車両前後の合わせフランジ位置を車両上方に延長した延長線と略一致するように配置されているものである。
 本発明に係る第3の態様のセンターピラー上部結合構造は、第1の態様又は第2の態様のセンターピラー上部結合構造において、前記センターピラーリインフォースと前記サイドレールアウタとの結合部に設けられ、車両側面視で各々円弧状に形成された前後一対の円弧状接続部の終端の間に、前記凹部が配置されているものである。
 本発明に係る第1の態様のセンターピラー上部結合構造によれば、ルーフサイドレールの車両幅方向外側の壁を構成するサイドレールアウタの外壁面の下部側に、車両内側に窪むと共に車両下方側が開放された凹部が設けられており、凹部の上面がルーフサイドレールの断面図心よりも車両上方に配置されている。さらに、センターピラーの車両幅方向外側の壁を構成するセンターピラーリインフォースの上部に延設された上部結合部が、凹部を塞ぐようにサイドレールアウタに結合されている。これによって、センターピラーの断面の図心の車両上方側に、センターピラーリインフォースとサイドレールアウタの凹部とで構成される閉断面の図心によるセンターピラーの断面の仮想図心が形成される。これによって、ルーフサイドレールの断面の図心とセンターピラーの断面の仮想図心とを車両側面視で交差させることができ、センターピラーの上部とルーフサイドレールとの結合強度、剛性を向上させることができる。
 本発明に係る第2の態様のセンターピラー上部結合構造によれば、車両前後方向視で凹部の底面の下端部が、センターピラーの車両前後の合わせフランジ位置を車両上方に延長した延長線と略一致するように配置されており、ルーフサイドレールの断面の図心とセンターピラーの断面の仮想図心とをスムーズに繋ぐことができる。このため、センターピラーの上部とルーフサイドレールとの結合強度、剛性を効果的に向上させることができる。
 本発明に係る第3の態様のセンターピラー上部結合構造によれば、センターピラーリインフォースとサイドレールアウタとの結合部に、車両側面視で各々円弧状に形成された前後一対の円弧状接続部が設けられており、前後一対の円弧状接続部の終端の間に、サイドレールアウタの凹部が配置されている。これによって、車両の前面衝突により発生するルーフサイドレール軸力に対し、サイドレールアウタの凹部による強度低下を抑制することができる。
 本発明に係るセンターピラー上部結合構造によれば、センターピラーの上部とルーフサイドレールとの結合強度、剛性を向上させることができる。
車体側部の概略構成を示す側面図である。 一実施形態に係るセンターピラー上部結合構造を示す斜視図であって、センターピラーの上部とルーフサイドレールとの結合部付近を車両外側から見た図である。 図2中の3-3線におけるセンターピラーの上部とルーフサイドレールとの結合部付近を示す縦断面図である。 一実施形態に係るセンターピラー上部結合構造におけるセンターピラーの断面図心及びセンターピラーの断面の仮想図心とルーフサイドレールの断面図心を模式的に示した図である。 比較例に係るセンターピラー上部結合構造を示す図であって、センターピラーの上部とルーフサイドレールとの結合部付近を示す縦断面図である。 比較例に係るセンターピラー上部結合構造におけるセンターピラーの断面図心とルーフサイドレールの断面図心を模式的に示した図である。
 以下、図1~図4を用いて、本発明に係るセンターピラー上部結合構造の一実施形態について説明する。なお、これらの図において適宜示される矢印FRは車両前方側を示しており、矢印UPは車両上方側を示しており、矢印OUTは車両幅方向外側を示している。
 図1には、本実施形態のセンターピラー上部結合構造28が適用された自動車10(車両)の一部が模式的な側面図にて示されている。図2には、センターピラー上部結合構造28が車両外側から見た斜視図にて示されており、図3には、図2の3-3線に沿ったセンターピラー上部結合構造28の縦断面図が示されている。
 図1に示されるように、車体側部12には、車両前方側から順にフロントピラー14、センターピラー16、及びリアピラー18が配設されている。なお、フロントピラー14、センターピラー16、及びリアピラー18は、自動車10の両サイドに左右一対設けられている。センターピラー16は、車体側部12に形成されたフロントドア用開口部20A及びリアドア用開口部20Bとの間に配置され、略車両上下方向を長手方向とする車体骨格部材とされている。
 センターピラー16の上端部16Aは、ルーフサイドレール22における車両前後方向の中間部22Aに結合されている。ルーフサイドレール22は、車両上部に配置されたルーフパネル52(図2及び図3を参照)の両サイドにおいて略車両前後方向を長手方向として配置された車体骨格部材とされている。すなわち、ルーフサイドレール22は、フロントドア用開口部20A及びリアドア用開口部20Bの上縁に沿って略車両前後方向に配置されている。センターピラー16とルーフサイドレール22との結合部は略T字状に形成されている。また、センターピラー16の下端部16Bは、ロッカ24における車体前後方向の中間部に結合されている。ロッカ24は、車体下部の両サイドにおいて略車両前後方向を長手方向として配置された車体骨格部材とされている。すなわち、ロッカ24は、フロントドア用開口部20A及びリアドア用開口部20Bの下縁に沿って略車両前後方向に配置されている。
 リアピラー18の上端部18Aは、ルーフサイドレール22における車体前後方向の後端部22Bに結合されている。リアピラー18の下部には、車両前方側に屈曲されて車両下方側に延びた下側部材19が設けられており、下側部材19の下端部は、ロッカ24における車体前後方向の後端部24Aに結合されている。
 図2及び図3に示されるように、センターピラー16は、車両幅方向内側に配置されたセンターピラーインナパネル30と、このセンターピラーインナパネル30の車両幅方向外側に配置されたセンターピラーリインフォース32と、を備えている。また、ルーフサイドレール22は、車両幅方向内側に配置されたルーフサイドレールインナパネル34と、このルーフサイドレールインナパネル34の車両幅方向外側に配置されたルーフサイドレールアウタパネル(サイドレールアウタ)36と、を備えている。また、ルーフサイドレールアウタパネル36及びセンターピラーリインフォース32のさらに車両幅方向外側には、サイメンアウタ(サイドアウタパネルともいう。)50が配置されている。
 ルーフサイドレールインナパネル34は、ルーフサイドレール22の車両幅方向内側の部位を構成し、車両上部で車両前後方向を長手方向として配置されている。図3等に示されるように、ルーフサイドレールインナパネル34は、略車両上下方向及び車両前後方向に沿って配置される断面が略L字状の側壁部34Aと、側壁部34Aの上端部から車両幅方向内側に延びた上フランジ部34Bと、側壁部34Aの下端部から車両斜め外側下方に延びた下フランジ部34Cと、を備えている。
 ルーフサイドレールアウタパネル36は、ルーフサイドレールインナパネル34の車両幅方向外側に配置されて車両前後方向に延びており、図2に示されるように、車両幅方向内向きに開口された略断面ハット形状とされている。ルーフサイドレールアウタパネル36は、略車両幅方向に沿って配置される上壁36Aと、上壁36Aの車両幅方向外側端部から車両斜め外側下方に沿って配置される外側壁36Bと、外側壁36Bの下端部から車両幅方向内側下方に沿って配置される下壁36Cと、上壁36Aの車両幅方向内側端部に形成される上フランジ部36Dと、下壁36Cの車両幅方向内側端部に形成される下フランジ部36Eと、を備えている。
 ルーフサイドレールアウタパネル36は、上フランジ部36Dがルーフサイドレールインナパネル34の上フランジ部34Bの車両上側に重ね合わされて溶接により接合され、下フランジ部36Eがルーフサイドレールインナパネル34の下フランジ部34Cの車両幅方向外側に重ね合わされて溶接により接合されている。
 また、ルーフサイドレールアウタパネル36の上フランジ部36Dの車両上側には、サイメンアウタ50の上部の車両内側端部に形成されたフランジ部50Aが重ね合わされて溶接により接合されている。サイメンアウタ50のフランジ部50Aの車両上側には、ルーフパネル52の車両幅方向外側端部に形成されたフランジ部52Aが重ね合わされて溶接により接合されている。
 ルーフサイドレールアウタパネル36には、センターピラー16の上端部16Aとの結合部に、車両内側に窪むと共に車両下方側が開放された凹部38が形成されている。凹部38は、ルーフサイドレールアウタパネル36の外側壁36Bと下壁36Cとを跨ぐ位置に設けられている。本実施形態では、凹部38は、車両側面視で車両上方側を向いた半円(アーチ)形状とされている(図2参照)。この凹部38については、後に詳述する。
 センターピラーインナパネル30は、略車両上下方向を長手方向として配置されており、車両前後に車両上下方向に沿って屈曲部が形成された内側壁30Aと、内側壁30Aの車両前端部に車両前方側へ向けて延びる前フランジ部30Bと、内側壁30Aの車両後端部に車両後方側へ向けて延びる後フランジ部30Cと、を備えている。
 センターピラーリインフォース32は、略車両上下方向を長手方向として配置されており、水平断面形状が車両幅方向内向きに開口された略ハット形状とされている。センターピラーリインフォース32は、略車両前後方向および略車両上下方向に沿った方向を面方向とした車両幅方向外側の外側壁32Aと、外側壁32Aの車両前端部から車両幅方向内側に向けて延びる前側壁32Bと、外側壁32Aの車両後端部から車両幅方向内側に向けて延びる後側壁32Cと、前側壁32Bの車両内側端部から車両前方側へ向けて延びる前フランジ部32Dと、後側壁32Cの車両内側端部から車両後方側へ向けて延びる後フランジ部32Eと、を備えている。
 センターピラーリインフォース32の前フランジ部32D、後フランジ部32Eは、センターピラーインナパネル30の前フランジ部30B、後フランジ部30Cの車両幅方向外側にそれぞれ重ね合わされて溶接により接合されている。これにより、センターピラー16は、センターピラーインナパネル30とセンターピラーリインフォース32とで閉断面構造に形成されている。本実施形態では、センターピラーリインフォース32の前フランジ部32D、後フランジ部32Eとセンターピラーインナパネル30の前フランジ部30B、後フランジ部30Cとが接合された位置をセンターピラー16の車両前後の「合わせフランジ位置33」としている。
 また、センターピラーリインフォース32の上端部には、ルーフサイドレールアウタパネル36の外側壁36Bの車両幅方向外側に沿って車両上方側に延設された上部延設部42が形成されている。上部延設部42は、ルーフサイドレールアウタパネル36の凹部38を塞ぐ(覆う)ように配置されており、車両側面視でセンターピラー16の上部側、即ちルーフサイドレール22との接続部分付近がルーフサイドレール22へ向かうにしたがって車両前後に徐々に広がる前後一対の円弧状接続部43とされている(図2参照)。
 すなわち、円弧状接続部43は、前側壁32B及び後側壁32Cが車両上下方向から車両前後方向に向きを変えるように湾曲しており、車両側面視で前側壁32B及び後側壁32CがR状(曲面状)に形成されている。上部延設部42における前側壁32B及び後側壁32Cと外側壁32Aとの稜線には、ルーフサイドレールアウタパネル36の外側壁36B及び下壁36Cに繋がる前後一対の円弧状接続部43の終端43A、43Bが設けられている(図2参照)。言い換えると、上部延設部42には、ルーフサイドレール22の一般面の開始点であるセンターピラーリインフォース32の円弧状接続部43の終端43A、43Bが設けられている。
 前後一対の円弧状接続部43は、車両側面視で曲率半径が異なる円弧曲線を備えており、前側が後側よりも滑らかな円弧曲線となるように形成されている(図1参照)。なお、前後一対の円弧状接続部43は、車両側面視で単一の曲率半径からなる円弧曲線であってもよい。
 ルーフサイドレールアウタパネル36の下壁36Cは、上部延設部42の位置で車両外側に凸状に突出している。上部延設部42は、ルーフサイドレールアウタパネル36の凹部38の車両前後及び車両上方で外側壁36Bと下壁36Cと下フランジ部36Eと面接触状態で配置されている。上部延設部42は、凹部38を塞いだ状態で、上部延設部42の上端部(上部結合部)が凹部38の車両上方側の外側壁36Bにスポット溶接により接合されると共に、上部延設部42の車両前後の下端部(フランジ部)がルーフサイドレールアウタパネル36の下フランジ部36Eにスポット溶接により接合されている(図2参照)。
 ここで、ルーフサイドレールアウタパネル36の凹部38について説明する。凹部38は、センターピラー16の断面の図心(センターピラーリインフォース32とセンターピラーインナパネル30による閉断面の図心)60の車両上方側に形成されている(図3参照)。
 ルーフサイドレールアウタパネル36の凹部38(外側壁36Bとの稜線)は、車両側面視でセンターピラーリインフォース32の上部延設部42における前後一対の円弧状接続部43の終端43A、43Bの間に配置されている(図2参照)。車両側面視で凹部38の位置を前後一対の円弧状接続部43の終端43A、43Bの間に設定したのは、車両の前面衝突によって発生するルーフサイドレール22軸力に対し、凹部38による強度低下を抑制するためである。
 また、本実施形態では、凹部38の稜線の前後の開始点38A、38Bは、骨格部材であるセンターピラーリインフォース32の外側壁32Aの前後の稜線(外側壁32Aと前側壁32B、後側壁32Cとの屈曲部)を車両上方に延長した延長線上とほぼ一致する位置に設けられている(図2参照)。
 センターピラーリインフォース32の上部延設部42の上端部(上部結合部)は、凹部38を塞ぐように凹部38の車両上方側のルーフサイドレールアウタパネル36に結合されており、センターピラー16の断面の図心60の車両上方に、センターピラーリインフォース32(上部延設部42)とルーフサイドレールアウタパネル36の凹部38とで構成される閉断面の図心、すなわちセンターピラー16の断面の仮想図心62が形成されている。
 車両前後方向視(車両背面視)で凹部38の底面(図3中の略車両上下方向の面)38Cの下端部は、センターピラー16の合わせフランジ位置33を車両上方に延長した延長線と略一致するように配置されている。これによって、車両前後方向視(車両背面視)でセンターピラー16の断面の図心60と、センターピラー16の断面の仮想図心62とをスムーズに繋ぐことができる。
 車両前後方向視(車両背面視)で凹部38の上面(図3中の略車両幅方向に湾曲した面)38Dは、ルーフサイドレール22の断面の図心64よりも車両上方に設けられている。これにより、図4に示されるように、車両側面視でルーフサイドレール22の断面の図心64と、センターピラー16の断面の図心60の車両上方のセンターピラー16の断面の仮想図心62とを交差させる構成とすることができる。言い換えると、凹部38の上面38Dをこのように設定することにより、車体骨格部材であるルーフサイドレール22の断面の図心64と車体骨格部材であるセンターピラー16の断面の図心60及び仮想図心62との串刺し状態を作ることができる。これにより、結合ロスをなくし、センターピラー16の上部とルーフサイドレール22との結合強度、剛性を向上させるようになっている。
 本実施形態では、図3に示されるように、車両前後方向視(車両背面視)でルーフサイドレール22の断面の図心64と、センターピラー16の断面の仮想図心62とを交差させる構成としている。
 なお、車両側面視及び車両前後方向視(車両背面視)でルーフサイドレール22の断面の図心64と、センターピラー16の断面の仮想図心62とが交差することがもっとも望ましい(図2及び図3参照)が、車両側面視のみでルーフサイドレール22の断面の図心64と、センターピラー16の断面の仮想図心62とが交差する構成でもよい。
 次に、本実施形態の作用並びに効果について説明する。
 図2及び図3に示されるように、ルーフサイドレール22を構成するルーフサイドレールアウタパネル36の外側壁36Bの下部側に車両内側に窪むと共に車両下方側が開放された凹部38が設けられており、凹部38の上面38Dがルーフサイドレール22の断面の図心64よりも車両上方に配置されている。センターピラー16を構成するセンターピラーリインフォース32の上部延設部42の上端部が凹部38を塞ぐようにルーフサイドレールアウタパネル36に結合されている。これによって、センターピラー16の断面の図心60の車両上方側に、センターピラーリインフォース32とルーフサイドレールアウタパネル36の凹部38との閉断面の図心によるセンターピラー16の断面の仮想図心62が形成されている。すなわち、図4に示されるように、ルーフサイドレール22の断面の図心64と、センターピラー16の断面の図心60の車両上方のセンターピラー16の断面の仮想図心62とを車両側面視で交差させることで、結合ロスをなくし、センターピラー16の上部とルーフサイドレール22との結合強度、剛性を向上させることができる。
 また、図3に示されるように、車両前後方向視(車両背面視)で凹部38の底面38Cの下端部が、センターピラー16の車両前後の合わせフランジ位置33を車両上方に延長した延長線と略一致するように配置されている。これによって、センターピラー16の断面の図心60とセンターピラー16の断面の仮想図心62とをスムーズに繋ぐことができ、センターピラー16の上部とルーフサイドレール22との結合強度、剛性を効果的に向上させることができる。
 さらに、ルーフサイドレールアウタパネル36の凹部38は、センターピラーリインフォース32の上部延設部42とルーフサイドレールアウタパネル36との結合部に設けられた前後一対の円弧状接続部43の終端43A、43Bの間に配置されており、車両の前面衝突により発生するルーフサイドレール22軸力に対し、ルーフサイドレールアウタパネル36の凹部38による強度低下を抑制することができる。
 図5には、比較例に係るセンターピラー上部結合構造100が示されている。センターピラー上部結合構造100では、ルーフサイドレール102を構成するルーフサイドレールアウタパネル104が、車両幅方向内向きに開口された略断面ハット形状とされている。このルーフサイドレールアウタパネル104は、センターピラー106の車両上方側で断面形状が車両前後方向に沿ってほぼ同じに形成されている。すなわち、ルーフサイドレールアウタパネル104には、凹部は設けられていない。
 また、センターピラー106を構成するセンターピラーリインフォース108の上端部108Aは、ルーフサイドレールアウタパネル104の外側面104Aの下部まで延びており、センターピラーリインフォース108の上端部108Aがルーフサイドレールアウタパネル104の外側面104Aに面接触状態で配置されてスポット溶接等により接合されている。
 このセンターピラー上部結合構造100では、車両の前面衝突時のルーフサイドレール102軸力による座屈を防止するため、ルーフサイドレール102の骨格断面を優先で車両前後方向に通して、センターピラー106の骨格であるセンターピラーリインフォース108がルーフサイドレールアウタパネル104の車両外側からかぶさる構成とされている。
 このセンターピラー上部結合構造100では、図6に示されるように、車両側面視でセンターピラー106の断面の図心60とルーフサイドレール102の断面の図心64とが繋がっておらず、結合ロスがある。このため、センターピラー106の上部とルーフサイドレール102との結合強度、剛性の点で改善の余地がある。
 これに対して、本実施形態のセンターピラー上部結合構造28では、センターピラー16の断面の図心60の車両上方側に、センターピラーリインフォース32とルーフサイドレールアウタパネル36の凹部38との閉断面の図心によるセンターピラー16の断面の仮想図心62を形成し、ルーフサイドレール22の断面の図心64とセンターピラー16の断面の仮想図心62とを交差させている(図4参照)。このため、結合ロスがなく、センターピラー16の上部とルーフサイドレール22との結合強度、剛性を向上させることができる。
 なお、上記実施形態では、ルーフサイドレールアウタパネル36の凹部38は、車両側面視で車両上方側を向いた半円(アーチ)形状に形成されているが、この形状に限定されるものではなく、例えば、車両側面視で頂部が車両上方を向いた略三角形状、又は、矩形形状などでもよい。
 また、本実施形態では、凹部38の稜線の前後の開始点38A、38Bは、骨格部材であるセンターピラーリインフォース32の外側壁32Aの前後の稜線(外側壁32Aと前側壁32B、後側壁32Cとの屈曲部)を車両上方に延長した略延長線上に設定されているが、これに限定されるものではない。すなわち、凹部38は、車両側面視でセンターピラーリインフォース32の上部延設部42の前後一対の円弧状接続部43の終端43A、43Bの間に配置されていれば、凹部38の形状、大きさは適宜に変更することができる。
10   自動車(車両)
12   車体側部(車両側部)
16   センターピラー
22   ルーフサイドレール
28   センターピラー上部結合構造
32   センターピラーリインフォース
33   合わせフランジ位置
36   ルーフサイドレールアウタパネル(サイドレールアウタ)
36B 外側壁(車両外側面)
36C 下壁(車両外側面)
38   凹部
38C 底面
38D 上面
42   上部延設部(上部結合部)
43   円弧状接続部
43A、43B終端

Claims (3)

  1.  車両側部に車両上下方向に沿って延在されるセンターピラーと、前記センターピラーの車両上方側に配置され車両前後方向に沿って延在されるルーフサイドレールと、を結合するセンターピラー上部結合構造であって、
     前記ルーフサイドレールの車両幅方向外側の壁を構成するサイドレールアウタの外壁面の下部側に設けられ、車両内側に窪むと共に車両下方側が開放され、かつ上面が前記ルーフサイドレールの断面図心よりも車両上方に配置された凹部と、
     前記センターピラーの車両幅方向外側の壁を構成するセンターピラーリインフォースの上部に延設され、前記凹部を塞ぐように前記サイドレールアウタに結合される上部結合部と、
     を有するセンターピラー上部結合構造。
  2.  車両前後方向視で前記凹部の底面の下端部が、前記センターピラーの車両前後の合わせフランジ位置を車両上方に延長した延長線と略一致するように配置されている請求項1に記載のセンターピラー上部結合構造。
  3.  前記センターピラーリインフォースと前記サイドレールアウタとの結合部に設けられ、車両側面視で各々円弧状に形成された前後一対の円弧状接続部の終端の間に、前記凹部が配置されている請求項1又は請求項2に記載のセンターピラー上部結合構造。
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