JP2009040100A - 車両上部構造 - Google Patents

Abstract

【課題】強度を向上させ、溶接の安定化を図り、溶接位置のばらつきを小さくした車両上部構造を提供する。
【解決手段】車両上部構造１１は、車室２３の屋根をなすルーフ１３の左のルーフサイドレール１４及び右のルーフサイドレール１５にそれぞれ連ねて支柱（リヤピラー）３４が形成され、且つ、ルーフアーチ部材（ルーフリヤレール）３８の端部がそれぞれ接合され、これら３部材が接合した交差部４８にルーフパネル３６が接合されている。交差部のインナー部材１２１に断面コ字形状の補強ブラケット１１８の第１脚部１２５及び第２脚部１２６が接合され、両脚部に連なる補強ブラケットの上部受け部１２７の上面にインナー部材の外方に配置されている補強パネル（アウター部材）６４が接合され、補強パネル６４に外方に配置されているアウター部３３が接合されている。
【選択図】図５

Description

本発明は、車室の屋根をなすルーフに用いられた車両上部構造に関するものである。

車両の屋根をなすルーフは、一般的に、骨組みに薄板を成形したルーフパネルが取付けられている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００５−１５３６４９公報（第１２頁、図３）

特許文献１を次図に基づいて説明する。
図１３は、従来の技術を説明する図であり、従来の自動車のルーフ廻り構造２０１は、サイドルーフレール２０２にセンタルーフレール２０３を溶接するために、孔２０４が開けられ、ルーフパネル２０５を溶接するために、孔２０６が開けられ、閉断面構造のセンタルーフレール２０３をスポット溶接することで、側方衝突に対する車体強度の向上を図ることができるというものである。

しかし、特許文献１のルーフ廻り構造２０１では、スポット溶接に用いる電極を通す孔２０４、２０６を開けているので、強度は低下するという問題がある。

本発明は、強度を向上させ、溶接の安定化を図り、溶接位置のばらつきを小さくした車両上部構造を提供することを課題とする。

請求項１に係る発明は、車室の屋根をなすルーフの両側のルーフサイドレールにそれぞれ連ねて支柱が形成され、且つ、ルーフアーチ部材の端部がそれぞれ接合され、これら３部材が接合した交差部にルーフパネルが接合されている車両上部構造において、交差部のインナー部材に断面コ字形状の補強ブラケットの両脚部が接合され、両脚部に連なる補強ブラケットの上面にインナー部材の外方に配置されている補強パネルが接合され、補強パネルに外方に配置されているアウター部が接合されていることを特徴とする。

請求項１に係る発明では、ルーフサイドレール、支柱、ルーフアーチ部材が接合されている交差部のインナー部材に断面コ字形状の補強ブラケットの両脚部が接合され、両脚部に連なる補強ブラケットの上面にインナー部材の外方に配置されている補強パネルが接合され、補強パネルに外方に配置されているアウター部が接合されているので、アウター部の溶接フランジ部にルーフパネルの縁溶接フランジ部を重ね、縁溶接フランジ部をスポット溶接で接合する際に、スポット溶接として片側の電極を押圧するものを採用し、両電極で挟まない場合、片側の電極で縁溶接フランジ部を押すと、電極のほぼ真下に位置している補強ブラケットの第１脚部及び第２脚部によって縁溶接フランジ部が支持され、縁溶接フランジ部並びに溶接用フランジの変形を防止することができる。従って、車両上部構造の強度を向上させることができるという利点がある。

さらに、請求項１では、第１の縦壁及び第２の縦壁によって、変形を防止するので、電極やフランジ同士をより確実に密着させた状態で溶接することができ、溶接の安定化を図ることができるとともに、溶接位置のばらつきを小さくすることができるという利点がある。

本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。
図１は、本発明の車両上部構造（第１実施の形態）を採用したルーフの斜視図である。
図２は、本発明の車両上部構造（第１実施の形態）を採用したルーフの分解図である。

車両上部構造（第１実施の形態）１１は、車両１２のルーフ１３に採用されたもので、ルーフ１３の左のルーフサイドレール１４及び右のルーフサイドレール１５にルーフアーチ部材であるところのルーフフロントレール２１を取付けたものである。具体的には後述する。

車両１２は、車室２３や車体２４を有し、車体２４は車室２３の側壁をなす左のサイドボデー２６と、右のサイドボデー２７と、車室２３の屋根をなすルーフ１３と、を備え、車両１２の幅方向（Ｘ軸方向）の中心軸線Ｃを基準に左右がほぼ対称である。以降、左を主体に説明する。

左のサイドボデー２６は、フロントピラー３１と、センタピラー３２と、左のルーフサイドレール１４に含まれるアウター部３３と、左のルーフサイドレール１４に連なる支柱であるところのリヤピラー３４と、を有する。

ルーフ１３は、ルーフパネル３６と、左のルーフサイドレール１４と、右のルーフサイドレール１５と、ルーフアーチ部材に含まれるルーフフロントレール２１と、ルーフアーチ部材に含まれるルーフボウ３７と、ルーフアーチ部材に含まれるルーフリヤレール３８と、を備えている。

そして、左のルーフサイドレール１４にルーフフロントレール２１の端部であるところの第１左端部（一端部）４１を接合し、右のルーフサイドレール１５にルーフフロントレール２１の端部であるところの第１右端部（他端部）４２を接合している。

また、左のルーフサイドレール１４にルーフボウ３７の端部であるところの第２左端部（一端部）４３を接合し、右のルーフサイドレール１５にルーフボウ３７の端部であるところの第２右端部（他端部）４４を接合した。

さらに、左のルーフサイドレール１４にルーフリヤレール３８の端部であるところの第３左端部（一端部）４５を接合し、右のルーフサイドレール１５にルーフリヤレール３８の端部であるところの第３右端部（他端部）４６を接合したものである。

また、ルーフリヤレール３８の第３左端部（一端部）４５と左のルーフサイドレール１４の後端部１１１とリヤピラー３４の上部１１２とを接合することで、これら３部材が接合した交差部４８が形成されている。

ルーフフロントレール２１は、第１インナー溝形部材５１に第１アウター溝形部材５２を接合している。
ルーフボウ３７は、第２インナー溝形部材５３に第２アウター溝形部材５４が接合されている。
ルーフリヤレール３８は、第３インナー溝形部材５５に第３アウター溝形部材５６が接合されたものである。

図３は、図１の３−３線断面図（第１実施の形態）であり、ルーフリヤレール３８と左のルーフサイドレール１４の接合の詳細図である。
ルーフリヤレール３８の第３左端部（一端部）４５には、溶接フランジ部１１４が形成されている。
左のルーフサイドレール１４は、アウター部３３と、補強パネルであるところのアウター部材６４と、アウター部材６４の溶接フランジ部１１５と、を備えている。そして、溶接フランジ部１１５の内面に補強ブラケット１１８が接続している。

リヤピラー３４は、リヤピラーインナー部材１２１を有し、リヤピラーインナー部材１２１の上部１２２の外面１２３に補強ブラケット１１８の第１脚部１２５及び第２脚部１２６が接続している。

補強ブラケット１１８は、前述したリヤピラーインナー部材１２１の上部１２２の外面１２３に接続している第１脚部１２５及び第２脚部１２６が形成され、第１脚部１２５及び第２脚部１２６に連なり上部受け部１２７が形成され、上部受け部１２７の上面にアウター部材６４の内面が接合し、第１脚部１２５に連ねて溶接フランジ部１２８がリヤピラーインナー部材１２１に接合するように形成され、第２脚部１２６に連ねて溶接フランジ部１３１がリヤピラーインナー部材１２１に接合するように形成されている。

第１脚部１２５及び第２脚部１２６はともに、板の面１３２が左のルーフサイドレール１４に沿って配置されている。言い換えると、第１脚部１２５及び第２脚部１２６はともに、板の面１３２が車両１２の車幅方向（Ｘ軸方向）へ向いている。

次に、本発明の車両上部構造（第１実施の形態）の作用を説明する。
まず、図２に示している左のルーフサイドレール１４にルーフリヤレール３８をスポット溶接で溶接する。
ここで、スポット溶接は、薄板鋼板を重ね合わせたところに片側の電極を所定の加圧力で押し付けて通電するスポット溶接とする。つまり、両電極に所定の加圧力を加えて両電極で挟まない。

図４は、本発明の車両上部構造（第１実施の形態）のルーフアーチ部材（ルーフリヤレール）との関係を説明する断面図である。図２を併用して説明する。
すなわち、左のルーフサイドレール１４のアウター部材６４の溶接フランジ部１１５にルーフリヤレール３８の第３左端部（一端部）４５に形成した溶接フランジ部１１４を重ね、溶接フランジ部１１４に溶接用の一方の電極１３５を所定の押し付け力Ｆｗで押し付け、他方のアース電極（図に示していない）を車体に接続する。
なお、他方のアース電極とは、電極１３５とでスポット溶接する部位を挟まない電極である。

電極１３５を押し付けた力は、電極１３５のほぼ真下に配置されている第１脚部１２５にほぼ直接矢印ａ１のように伝わるので、左のルーフサイドレール１４のアウター部材６４の溶接フランジ部１１５及びルーフリヤレール３８の溶接フランジ部１１４の下方（矢印ｂ１の方向）への変形を防止することができる。従って、車両上部構造１１の強度を向上させることができる。

図５は、本発明の車両上部構造（第１実施の形態）のルーフパネルとの関係を説明する断面図である。
図２に示している左のルーフサイドレール１４にルーフパネル３６をスポット溶接で溶接する。

すなわち、左のルーフサイドレール１４の後端部１１１では、左のルーフサイドレール１４の後端部１１１、ルーフリヤレール３８の第３左端部（一端部）４５及びリヤピラー３４の上部１１２とを接合することで、これら３部材が接合した交差部４８が形成され、交差部４８にルーフパネル３６の縁溶接フランジ部１３７を重ね、具体的にはアウター部３３の溶接フランジ部１３８にルーフパネル３６の縁溶接フランジ部１３７を重ね、縁溶接フランジ部１３７に溶接用の一方の電極１３５を所定の押し付け力Ｆｗで押し付け、他方のアース電極を車体に接続する。

電極を押し付けた力は、電極のほぼ真下に配置されている第２脚部１２６にほぼ直接矢印ａ２のように伝わるので、左のルーフサイドレール１４のアウター部材６４の溶接フランジ部１１５、アウター部３３の溶接フランジ部１３８及びルーフパネル３６の縁溶接フランジ部１３７の下方（矢印ｂ１の方向）への変形を防止することができる。従って、車両上部構造１１の強度を向上させることができる。

また、車両上部構造１１では、第１脚部１２５及び第２脚部１２６によって、変形を防止するので、電極やフランジ同士をより確実に密着させた状態で溶接することができ、溶接の安定化を図ることができるとともに、溶接位置のばらつきを小さくすることができる。

車両上部構造１１では、第１脚部１２５及び第２脚部１２６によって、電極以外の力も分散するので、車体の強度を高めることができる。例えば、走行に伴うサスペンションから加わる力やルーフ１３に外方から加わる力を分散することができ、車体の強度を高めることができる。

次に、本発明の車両上部構造の別の実施の形態を説明する。上記図１〜図３に示す実施の形態と同様の構成については、同一符号を付し説明を省略する。
図６は、第２実施の形態を採用したルーフの斜視図である。
図７は、第２実施の形態を採用したルーフの分解図である。
図８は、図７の８部詳細図（第２実施の形態）であり、補強ブラケット１１８Ｂを示している。

ここでは、左のルーフサイドレール１４と左のリヤピラー３４との境界は、ルーフリヤレール３８を接合している部位とするが、境界付近ではリヤピラー３４に補強ブラケット１１８Ｂを接合した状態で説明した。車両のデザインなどの条件によっては、補強ブラケット１１８Ｂの接合している部位をリヤピラーに含めてもよく、ルーフサイドレールに含めてもよい。

第２実施の形態の車両上部構造１１Ｂは、左のルーフサイドレール１４、リヤピラー３４及びルーフリヤレール３８に接合した補強ブラケット１１８Ｂを備えていることを特徴とする。

具体的には、ルーフリヤレール３８の第３左端部（一端部）４５と左のルーフサイドレール１４の後端部１１１とリヤピラー３４の上部１１２とを接合することで、これら３部材が接合した交差部４８Ｂが形成され、交差部４８Ｂの一部をなしているリヤピラーインナー部材１２１Ｂの上部１２２の外面１２３に補強ブラケット１１８Ｂの第１脚部１２５Ｂ及び第２脚部１２６Ｂが接続している。
次に、補強ブラケット１１８Ｂを説明する。

図９は、図６の９−９線断面図（第２実施の形態）であり、補強ブラケット１１８Ｂの第１脚部１２５Ｂの直前で切断した状態を示している。
図１０は、図６の１０−１０線断面図（第２実施の形態）であり、補強ブラケット１１８Ｂの上部受け部１２７Ｂの中央を切断して示している。図８を併用して説明する。

補強ブラケット１１８Ｂは、前述したリヤピラーインナー部材１２１Ｂの上部１２２の外面１２３に接続している第１脚部１２５Ｂ及び第２脚部１２６Ｂが形成され、第１脚部１２５Ｂ及び第２脚部１２６Ｂに連なり上部受け部１２７Ｂが形成され、上部受け部１２７Ｂの上面にアウター部材６４の内面が接合し、第１脚部１２５Ｂに連ねて第１溶接フランジ部１２８Ｂがリヤピラーインナー部材１２１Ｂに接合するように形成され、第２脚部１２６Ｂに連ねて第２溶接フランジ部１３１Ｂがリヤピラーインナー部材１２１Ｂに接合するように形成されている。

そして、第１脚部１２５Ｂに直交するように連ねて第１ステー部１４１が形成され、第１ステー部１４１に一体に第１溶接フランジ部１２８Ｂが設けられ、第２脚部１２６Ｂに直交するように連ねて第２ステー部１４２が形成され、第２ステー部１４２に一体に第２溶接フランジ部１３１Ｂが設けられている。

第１脚部１２５Ｂ及び第２脚部１２６Ｂはともに、板の面１３２Ｂがルーフリヤレール３８の長手方向（Ｘ軸方向）に沿って配置されている。言い換えると、第１脚部１２５Ｂ及び第２脚部１２６Ｂはともに、板の面１３２Ｂが車両１２の前後方向（Ｙ軸方向）へ向いている。

また、補強ブラケット１１８Ｂは、リヤピラー３４のリヤピラーインナー部材１２１Ｂの接合フランジ１４４に上部受け部１２７Ｂの端部１４５が重ねて接合され、上部受け部１２７Ｂにアウター部材６４が重ねて接合され、リヤピラー３４若しくは左のルーフサイドレール１４とアウター部材６４とで形成されている空間に第１ステー部１４１及び第２ステー部１４２が配置されているとともに、アウター部材６４を裏から支持している。

なお、補強ブラケット１１８Ｂの上部受け部１２７Ｂに左のルーフサイドレール１４を延ばしたアウター部材（補強パネル）６４を接合しているが、アウター部材６４を接合しないで、リヤピラー３４の上部１１２のアウター部材（補強パネル）を接合してもよい。
また、アウター部３３を配置しないで、リヤピラー３４の上部１１２のアウター部を配置してもよい。

次に、第２実施の形態の作用を説明する。
図１１は、第２実施の形態のルーフパネルの接合を説明する断面図である。
まず、図７に示している左のルーフサイドレール１４にルーフパネル３６をスポット溶接で溶接する。

具体的には、左のルーフサイドレール１４には、予め補強ブラケット１１８Ｂ、アウター部材６４及びアウター部３３が重ねて接合された４層ルーフパネル接合部１４７が形成され、４層ルーフパネル接合部１４７にルーフパネル３６の縁溶接フランジ部１３７を重ね、具体的にはアウター部３３の溶接フランジ部１３８にルーフパネル３６の縁溶接フランジ部１３７を重ね、縁溶接フランジ部１３７に溶接用の電極１３５を所定の押し付け力Ｆｗで押し付け、他方のアース電極を車体に接続する。

図１２は、第２実施の形態のルーフパネルの接合を説明する斜視図である。図１１を併用して説明する。
電極を押し付けた力は、電極１３５のほぼ真下に配置されている補強ブラケット１１８Ｂに伝わるので、強度は高まる。
具体的には、電極１３５を加圧する力は、ほぼ真下に配置されている第１ステー部１４１並びに第２ステー部１４２に矢印ａ３、矢印ａ４のように伝わり、また、上部受け部１２７Ｂに矢印ａ５のように伝わり、第１脚部１２５Ｂ、第２脚部１２６Ｂに矢印ａ６のように伝わるので、リヤピラー３４の上部１１２、アウター部３３及びルーフパネル３６の縁溶接フランジ部１３７の下方（矢印ｂ１の方向）への変形を防止することができる。従って、車両上部構造１１Ｂの強度を向上させることができる。

また、車両上部構造１１Ｂでは、第１脚部１２５Ｂ及び第２脚部１２６Ｂによって、変形を防止するので、電極や補強ブラケット１１８Ｂに重ねたルーフパネル３６などの薄板同士をより確実に密着させた状態で溶接することができ、溶接の安定化を図ることができるとともに、溶接位置のばらつきを小さくすることができる。

車両上部構造１１Ｂでは、第１脚部１２５Ｂ及び第２脚部１２６Ｂによって、電極以外の力も分散するので、車体の強度を高めることができる。例えば、走行に伴うサスペンションから加わる力やルーフ１３に外方から加わる力を分散することができ、車体の強度を高めることができる。

その上、車両上部構造１１Ｂでは、図９、図１０に示しているように、予め、下向き溶接で、アウター部材６４の内面に補強ブラケット１１８Ｂを溶接する際に、補強ブラケット１１８Ｂを矢印ｃ１のように仮置き（セット）した時に、アウター部材６４の内面に上部受け部１２７Ｂが矢印ｃ２のように当接するので、補強ブラケット１１８Ｂの位置決めを行うことができるとともに、補強ブラケット１１８Ｂの回動（矢印ｃ３の方向）を防止することができる。

加えて、上部受け部１２７Ｂがアウター部材６４にスポット溶接の溶接部Ｗｓで結合しているので、車両上部構造１１Ｂの強度を向上させることができる。

本発明の車両上部構造は、車室の屋根をなすルーフに好適である。

本発明の車両上部構造（第１実施の形態）を採用したルーフの斜視図である。 本発明の車両上部構造（第１実施の形態）を採用したルーフの分解図である。 図１の３−３線断面図（第１実施の形態）である。 本発明の車両上部構造（第１実施の形態）のルーフアーチ部材（ルーフリヤレール）との関係を説明する断面図である。 本発明の車両上部構造（第１実施の形態）のルーフパネルとの関係を説明する断面図である。 第２実施の形態を採用したルーフの斜視図である。 第２実施の形態を採用したルーフの分解図である。 図７の８部詳細図（第２実施の形態）である。 図６の９−９線断面図（第２実施の形態）である。 図６の１０−１０線断面図（第２実施の形態）である。 第２実施の形態のルーフパネルの接合を説明する断面図である。 第２実施の形態のルーフパネルの接合を説明する斜視図である。 従来の技術を説明する図である。

符号の説明

１１…車両上部構造、１３…ルーフ、１４…左のルーフサイドレール、１５…右のルーフサイドレール、２３…車室、３４…支柱（リヤピラー）、３６…ルーフパネル、３８…ルーフアーチ部材（ルーフリヤレール）、４８…交差部、６４…補強パネル（アウター部材）、１１８…補強ブラケット、１２１…リヤピラーインナー部材、１２５…第１脚部、１２６…第２脚部、１２７…上部受け部。

Claims (1)

1. 車室の屋根をなすルーフの両側のルーフサイドレールにそれぞれ連ねて支柱が形成され、且つ、ルーフアーチ部材の端部がそれぞれ接合され、これら３部材が接合した交差部にルーフパネルが接合されている車両上部構造において、
   前記交差部のインナー部材に断面コ字形状の補強ブラケットの両脚部が接合され、該両脚部に連なる前記補強ブラケットの上面に前記インナー部材の外方に配置されている補強パネルが接合され、該補強パネルに外方に配置されているアウター部が接合されていることを特徴とする車両上部構造。

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