JP2019189182A - ルーフクロスメンバの取付部構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、第１ブラケットに対して、第２ブラケットを対応した位置に配置し、第２ブラケットの他の端が外側パネルと連結しているので、ルーフクロスメンバから入力される荷重を車両の下側方向に分散させて支持することができるルーフクロスメンバの取付部構造を提供する。【解決手段】 車幅方向にルーフクロスメンバを配設したルーフ部２と、前記ルーフ部の両側に設けられたサイドボディ部３のピラー部とを結合するルーフクロスメンバ２１の取付部構造において、前記ピラー部が、サイドボディアウタパネル３２とインナパネル３３とを設け、前記インナパネル３３の上端部と前記ルーフクロスメンバ２１の車幅方向の端部とを連結した第１ブラケット４を設け、前記インナパネル３３を間に挟んで前記第１ブラケット４に対応する位置に一端部が接合された第２ブラケット５を設け、この第２ブラケット５の他端部が前記インナパネル３３より車体外側のパネルに接合されていることにある。【選択図】 図２

Description

本発明は、ルーフ部のルーフクロスメンバと、センターピラー部との取付部の剛性の向上を図り、振動を低減させ、騒音を改善することができるルーフクロスメンバの取付部構造に関する。

車両の側方からの衝撃荷重により入力されるエネルギーをセンターピラーからルーフクロスメンバに伝達し、車室の変形を抑制するために、センターピラー上部のルーフサイドにおけるルーフクロスメンバとの接合部に補強構造が設けられる場合があり、センターピラー上端部とルーフサイドレール及び、ルーフクロスメンバの結合部の剛性向上にも有利である（特許文献１参照）。
特許文献１の補強構造は、車室上部に配設されたルーフパネルと、ルーフパネルの側縁に沿って車両前後方向に延在する左右一対のルーフサイドレールと、左右一対のルーフサイドレールの間に車幅方向に延在するルーフクロスメンバとを備えている。前記ルーフサイドレールは、サイドボディアウターパネルと、その車室側に配設されたレールサイドパネル、およびそれらの間に配設されたルーフサイドリンフォースで構成されている。前記ルーフパネルの側縁、前記ルーフクロスメンバの端縁、前記サイドボディアウターパネルの上縁、および前記レールサイドパネルの上縁は、それぞれのフランジを重ねて溶接され、車両前後方向に延在するフランジ固定部が形成されている。

特開２０１６−９７６９６号公報

特許文献１による先行技術によると、センターピラーを構成するインナパネルとルーフクロスメンバとの支持剛性を向上させるために、両者を繋ぐ補強部材をルーフクロスメンバの車両内側方向に延出させる必要があった。ルーフの剛性を向上させるには、ルーフ形状に曲率を掛けルーフクロスメンバの剛性を向上させることが有効である。しかし、デザインの制約上、十分なルーフ形状の曲率や補強部材のスペースを確保できない場合もある。そのため、室内側の補強部材設置スペースを抑えながらも補強を行う余地があった。また、支持剛性を増すために、インナパネルやルーフクロスメンバの板厚を増すと、重量増加を招くこととなり、好ましくない。

本発明は、第１ブラケットに対して、第２ブラケットを対応した位置に配置し、第２ブラケットの他の端が外側パネルと連結しているので、ルーフクロスメンバから入力される荷重を車両の下側方向から分散させて支持することができる、ルーフクロスメンバの取付部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、車幅方向にルーフクロスメンバを配設したルーフ部と、前記ルーフ部の両側に設けられたサイドボディ部のピラー部とを結合するルーフクロスメンバの取付部構造において、前記ピラー部が、サイドボディアウタパネルとインナパネルとを設け、前記インナパネルの上端部と前記ルーフクロスメンバの車幅方向の端部とを連結した第１ブラケットを設け、前記インナパネルを間に挟んで前記第１ブラケットに対応する位置に一端部が接合された第２ブラケットを設け、この第２ブラケットの他端部が前記インナパネルより車体外側のパネルに接合されていることにある。

インナパネルの上端部とルーフクロスメンバの車幅方向の端部とを連結した第１ブラケットを設け、前記インナパネルを間に挟んで前記第１ブラケットに一端部が接合された第２ブラケットを設けることで、ルーフ部の上下剛性を向上させることができ、振動を低減させ、騒音を改善することができる。第１ブラケットに対して、第２ブラケットを対応した位置に配置し、第２ブラケットの他の端が外側パネルと連結しているので、ルーフクロスメンバから入力される荷重を車両の下側方向に分散させて支持することができる。

車体のルーフ部とセンターピラー部を示す斜視図である。 本発明によるルーフクロスメンバの取付部構造を示す図１のＡ−Ａ線断面図である。 本発明によるルーフクロスメンバの取付部構造を示す図２を斜め下方から見た斜視図である。 図３のスポット溶接個所を、インナパネルを外して示す拡大斜視図である。 ルーフクロスメンバとピラー部との溶接個所をルーフパネルとサイドボディアウタパネルを外して示す斜視図である。 ルーフクロスメンバと、第１、第２ブラケットの接合構造を正面側から見た概念図である。 図４で示した第２のブラケットの変形例による本発明の他の実施の形態によるルーフクロスメンバの取付部構造を示す車室内側の斜め下方から見た斜視図である。 図７のルーフクロスメンバの取付部構造を示す平面から見た図である。 図７のルーフクロスメンバの取付部構造を示す側面から見た図である。 第１ブラケットと第２ブラケットの位置関係と重合部分についてイメージ的に示す概念図である。 第１ブラケットと第２ブラケットの位置関係と重合部分についてイメージ的に示す概念図である。 第１ブラケットと第２ブラケットの位置関係と重合部分についてイメージ的に示す概念図である。 上側に開いたコ字形状の第１ブラケットと下側に開いたコ字形状の第２ブラケットにより囲まれた領域の重合部分を示す概念図である。 （ａ）は上側に開いたコ字形状の第１ブラケットにより囲まれた領域を示す概念図である。（ｂ）は下側に開いたコ字形状の第２ブラケットにより囲まれた領域を示す概念図である。 （ａ）は、第１ブラケットの円弧状で囲まれた領域を示す概念図である。（ｂ）は、第２ブラケットの円弧状で囲まれた領域を示す概念図である。

以下、本発明の第１の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１ないし図６において、１は自動車の車体で、車体１の上面にはルーフ部２が設けられ、車体１の左右側面には、それぞれサイドボディ部３が設けられている。ルーフ部２は、ルーフパネル２０と、ルーフパネル２０の下面側に車幅方向に配設された断面略Ｕ字形のルーフクロスメンバ２１で構成されている。このルーフクロスメンバ２１の室内側には、図示しないルーフライニングが施されている。前記左右のサイドボディ部３は、それぞれ前部ドアが設けられるドア開口部３０の後部側にセンターピラー部３１が設けられている。このセンターピラー部３１はサイドボディアウタパネル３２のピラー部３２ａと、インナパネル３３と、センターピラーリンフォース３４とで構成されている。前記ルーフパネル２０の両側フランジ部２０ａと前記サイドボディアウタパネル３２の上端フランジ部３２ａとの間には、ルーフサイドレール２２の一端部２２ａが溶接等により設けられている。このルーフサイドレール２２の他端部２２ｂはルーフパネル２０の内面に沿って上方に向けて延出されている。前記ドア開口部３０の上部側のルーフサイド部には、ルーフサイドレール２２に沿うようにして車体の前後方向に後述するルーフサイドリンフォース３５が設けられている。

前記センターピラー部３１の上端部の構造を説明する。
前記センターピラー部３１を構成する前記インナパネル３３の上端部には、センターピラーリンフォース３４との間に前記ルーフサイド部を補強するルーフサイドリンフォース３５が車体の前後方向に沿って設けられている。このルーフサイドリンフォース３５は、板状のパネルを車幅方向に一定幅折り曲げてから上方に折り曲げて延出したもので、図２に示すように正面から見て断面略Ｌ字状（右側では左側と対称になるように逆Ｌ字状に折り曲げられている。）に折り曲げて構成されている。
このルーフサイドリンフォース３５は、前記インナパネル３３の壁面に、下端部３５ａが溶接により接合されており、上部側３５ｂがセンターピラーリンフォース３４に沿って上方に延出されて、途中で車体側に屈曲されて屈曲部３５ｃを形成し、さらに上端部３５ｄがルーフサイドレール２２の他端部２２ｂ近傍まで延びている。

前記センターピラー部３１を構成する前記インナパネル３３の上端部は、ルーフクロスメンバ２１の両側端部近傍まで延出されている。前記インナパネル３３の上端フランジ部３３ａと、前記ルーフクロスメンバ２１の両側端フランジ部２１ａは、第１ブラケット４を介して互いに連結されている。第１ブラケット４は、前記断面略Ｕ字形のルーフクロスメンバ２１に合致するように、略Ｕ字形の凹部４０を車幅方向に形成した補強部材で、その途中を下方向に湾曲させて前記インナパネル３３に沿うように折り曲げて形成されている。第１ブラケット４は略Ｕ字形の凹部４０の車体の前後方向両側に、車幅方向に沿ってフランジ部４ａが設けられており、この第１ブラケット４の上部側フランジ部４ａと前記ルーフクロスメンバ２１の両側端フランジ部２１ａとの重複部分がスポット溶接により接合されている。
この第１ブラケット４の下部側フランジ部４ａには、前記インナパネル３３を挟んで第１ブラケット４に対応する位置に第２ブラケット５の上端部５ａが重複するように設けられており、互いにスポット溶接（ｗ１）されて接合されている。第１ブラケット４の下部側フランジ部４ａより下方側では、前記第２ブラケット５の上端部５ａの基端部側で前記インナパネル３３と２枚でスポット溶接（ｗ２）されている。

前記第２ブラケット５は、全体構造が、図２に示すように、上端部５ａの第１ブラケット４との接合部から車体外側に張り出すように傾斜部が形成され、その下端部５ｂが下方向に向けて湾曲して形成されている。この第２ブラケット５は、図３および図４に示すように車体の前後方向の両側部に、車幅方向に沿って設けられたフランジ部５ｃが設けられている。これらフランジ部５ｃの間には、上部側の車体内側から下部側の車体外側に向けて、車室内側に向けて突出するビード５１Ａが設けられており、このビード５１Ａは、途中から二股に分岐されて略Ｖ字状のビード部５１Ａ_１，５１Ａ_２が車体外側の下端部まで形成されている。二股のビード部５１Ａ_１，５１Ａ_２の間には車体外側に向けて突出する凸面部５ｄが設けられている。

図２に示すように前記第２ブラケット５の車体外側には、前記ルーフサイドリンフォース３５が車体の前後方向に配設されている。前記第２ブラケット５のフランジ部５ｃと凸面部５ｄの車幅方向の途中は前記ルーフサイドリンフォース３５の中間部屈曲部３５ｃにスポット溶接（ｗ３）により接合されている。前記第２ブラケット５のフランジ部５ｃと凸面部５ｄの車幅方向の外側下部側には前記ルーフサイドリンフォース３５の中間部内壁面３５ｅとともに、前記センターピラーリンフォース３４の上端部３４ａがスポット溶接（ｗ４）により接合されている。

図２、図４および図５は、前記第１ブラケット４および第２ブラケット５のスポット溶接による溶接点を示したもので、図４ではインナパネル３３を省略して示している。
ｗ１は、インナパネル３３を間に挟んで第１ブラケット４および第２ブラケット５が３枚で互いにスポット溶接された溶接点を示している。ｗ２は、第２ブラケット５と、ルーフサイドリンフォース３５が２枚で互いにスポット溶接された溶接点を示している。ルーフサイドリンフォース３５は車両前後方向へ延びインナパネル３３と接合される。
ｗ３は、ルーフサイドリンフォース３５と第２ブラケット５が２枚で互いにスポット溶接された溶接点を示している。ｗ４は、センターピラーリンフォース３４、ルーフサイドリンフォース３５と第２ブラケット５が３枚で互いにスポット溶接された溶接点を示している。インナパネル３３とルーフサイドリンフォース３５と第２ブラケット５は、センターピラー部３１で、閉じ断面Ｓを形成している。

上記実施の形態の作用効果を説明する。
車体が振動した際に、ルーフパネル２０が上下方向に振動する。その結果、車室内を圧迫し、室内騒音を悪化させる。ルーフパネル２０の上下剛性を向上させることで、振動を低減させ、騒音を改善させることが可能となる。ルーフの上下振動を低減させるには、ルーフクロスメンバ２１とインナパネル３３の連結部を中心とした搖動を低減させることが有効である。ルーフクロスメンバ２１とインナパネル３３との間に接合された第１ブラケット４は、インナパネル３３とルーフクロスメンバ２１を連結しており、インナパネル３３との取付部剛性を利用してルーフクロスメンバ２１を支持する役割を持っている。
そこで、第１ブラケット４取付部の剛性を向上させることでルーフ振動の低減を図る。

第１ブラケット４に対して、インナパネル３３を間に挟んで前記第１ブラケット４に対応する位置に一端部５ａが接合された第２ブラケット５を設け、この第２ブラケット５の他端部５ｂが前記インナパネル３３より車体外側のパネルであるルーフサイドリンフォース３５に接合されている。第２ブラケット５と車体外側のパネルであるルーフサイドリンフォース３５を連結させることで、第１ブラケット４から入力された荷重を分散させることができる。第２ブラケット５は第１ブラケット４と対応する位置より車両下側方向で外側のパネルと連結するため、ルーフクロスメンバ２１から入力される荷重を車両下側方向から支持する構造となる。その結果、外側のパネルの剛性を利用して第１ブラケット４を支持する構造となる。

前記第１ブラケット４および第２ブラケット５は前記インナパネル３３を介して互いに一部が重なる対応する位置関係に配置されていることから、第２ブラケット５から第１ブラケット４へ荷重を伝達しやすい構造としたので、外側のパネルの剛性を利用して第１ブラケット４を支持する構造となる。

図７ないし図９は、図４で示した第２のブラケットの変形例による本発明の他の実施の形態によるルーフクロスメンバの取付部構造を示したものである。
図７は、図４と同様に車室内側から見た斜視図であり、図８は下面側から見た図で、図９は車体外側から見た図である。
図７は図４と同一部分は同符号を付して同一部分の説明は省略して説明する。
この場合、第２のブラケット５_２は、車幅方向から見て断面ハット形に形成されており、車体の前後方向両側にフランジ部５_２ｃが車幅方向に沿って設けられている。これらフランジ部５_２ｃの間に車体外側に突出する凸面部５_２ｅが車幅方向に沿って形成されている。第２のブラケット５_２は、フランジ部５_２ｃが前記インナパネル３３にスポット溶接により接合されており、前記凸面部５_２ｅが車体外側のパネルであるルーフサイドリンフォース３５にスポット溶接により接合されている。
前記第１ブラケット４と第２ブラケット５_２は、前記インナパネル３３を挟んで接合されて配設されており、これら第１ブラケット４と第２ブラケット５_２が、車幅方向、または車体の前後方向、もしくは上下方向に見て、少なくともいずれか部分で重合部分Ｚ_０を有する位置関係に配置されている。

図１０ないし図１５は、前記第１ブラケット４と第２ブラケット５_２の位置関係と重合部分について概念図により説明したものである。
図１０は、少なくとも2辺との間または、円弧状の形状により囲まれた領域Ｘ_０を持つ第１ブラケット４と、少なくとも２辺との間または、円弧状の形状により囲まれた領域Ｙ_０を持つ第２ブラケット５_２が重なり合うことで、荷重の伝達ができ、外側のパネルの剛性を利用して第１ブラケット４を支持する構造となる。ここで少なくとも２辺との間の領域とは、少なくとも２つの辺が角度をつけて交点を持ち各辺とその内角側で挟まれた領域の事である。また円弧状の領域とは、曲線とその曲線端部から他端部までで挟まれた領域の事である。
第１ブラケット４の領域Ｘ_０と第２ブラケット５_２の領域Ｙ_０の重合部分Ｚ_１、または車幅方向視で第１ブラケット４と第２ブラケット５_２がインナパネル３３を間に挟む重合部分Ｚ_１については荷重伝達が可能になる。さらに車幅方向視で第１ブラケット４と第２ブラケット５_２がインナパネル３３を間に挟む重合部分Ｚ_１を連結する事により、高剛性部となるため、形状変形が発生し難く、第１ブラケット４の取付剛性が向上し、ルーフクロスメンバ２１を支持し、ルーフ剛性が向上できる。なお、その際の第２ブラケット５_２の外側のパネルとの連結は、ルーフサイドレール２２の上面部でも効果を得ることができる。
図１１は、略Ｌ字形をした形状をイメージした第１ブラケット４と、同様に略Ｌ字形をした形状をイメージした第２ブラケット５_２とが、Ｌ字型部分を向かい合うようにして配置された場合の荷重が伝達されるＬ字形の領域を二点鎖線の想像線でそれぞれ結んだものである。これら想像線によって囲まれる領域同士の重合部分をＺ_２で示したものである。破線で囲まれた部分は第１ブラケット４のフランジ部分４ａを示し、第２ブラケット５_２の外側部分は第２ブラケット５_２のフランジ部分５_２ｃを示している。

図１２は、図６を概念的に示したものである。
ここで、ルーフサイドリンフォース３５はルーフサイドレール２２に沿って車両前後方向に延びる高剛性部材である。
図６及び図１２に示すように、前記第１ブラケット４は、前記ルーフクロスメンバ２１の車幅方向の端部に連結した一端部に対し、前記インナパネル３３の上端部に連結した他端部を屈曲させて形成し、前記第２ブラケット５_２は、前記インナパネル３３を挟んで前記第１ブラケット４に一端部が連結されるとともに、他端部を前記車体外側のパネルであるルーフサイドリンフォース３５の形状に沿って、屈曲させて屈曲部を形成した。前記第２ブラケットの他端部の前記屈曲部の車両下側方向に連結部があり、ルーフサイドリンフォース３５ｃ、センターピラーリンフォース３４ａに連結される。これによりルーフクロスメンバ２１に加わる荷重を車両前後方向に配置されたルーフサイドリンフォース３５を介してルーフサイドレール２２、サイドボディアウタパネル３２及びセンタピラーリンフォース３４に分散させて伝達することができる。なお、Ｆは荷重である。

第２ブラケット５_２は前記車体外側のパネルであるルーフサイドリンフォース３５の屈曲部よりも上部側に接合させたので、前記車両下側方向の連結部と異なる方向の荷重伝達が可能となり第２ブラケット５_２の第１ブラケット４に対する支持力が向上する。これにより振動を低減させて騒音を改善することができる。

車体外側のパネルであるルーフサイドリンフォース３５の下端部は、前記インナパネル３３に接合されているので、インナパネル３３とルーフサイドリンフォース３５と第２ブラケット５_２とで、閉じ断面を構成することができ、剛性の向上を図るとともに、ルーフクロスメンバ２１に加わる荷重を、ルーフサイドリンフォース３５を通して車体下部側に伝達することができる。

図１３は、上側に開いたコ字形状の第１ブラケット４のインナパネル３３との接合部で、下側に開いたコ字形状の第２ブラケット５_２のインナパネル３３との接合部を示している。斜線で示した部分が囲まれた領域の重合部分Ｚ_２を示している。
図１４の（ａ）は、第１ブラケット４の少なくとも２辺で囲まれた領域Ｘ_１を示している。図１４の（ｂ）は、第２ブラケット５_２の少なくとも２辺で囲まれた領域Ｙ_１を示している。
図１５の（ａ）は、第１ブラケット４の円弧状で囲まれた領域Ｘ_２を示している。図１５の（ｂ）は、第２ブラケット５_２の円弧状で囲まれた領域Ｙ_２を示している。

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、図１０〜図１５の概念図で示したように種々の態様で適用することができるとともに、インナパネルを挟んで配設された前記第１ブラケットと第２ブラケットが、車幅方向、または車体の前後方向、もしくは上下方向に見て、少なくともいずれかに重合部分を有する位置関係に配置されている場合にも特有の効果を奏することができる。その他、特許発明の技術的範囲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 車体
２ ルーフ部
２０ ルーフパネル
２１ ルーフクロスメンバ
２２ ルーフサイドレール
３ サイドボディ部
３０ ドア開口部
３１ センターピラー部
３２ サイドボディアウタパネル
３３ インナパネル
３４ センターピラーリンフォース
３５ ルーフサイドリンフォース
４ 第１ブラケット
５、５_２ 第２ブラケット

Claims (6)

1. 車幅方向にルーフクロスメンバを配設したルーフ部と、前記ルーフ部の両側に設けられたサイドボディ部のピラー部とを結合するルーフクロスメンバの取付部構造において、前記ピラー部が、サイドボディアウタパネルとインナパネルとを設け、前記インナパネルの上端部と前記ルーフクロスメンバの車幅方向の端部とを連結した第１ブラケットを設け、前記インナパネルを間に挟んで前記第１ブラケットに対応する位置に一端部が接合された第２ブラケットを設け、この第２ブラケットの他端部が前記インナパネルより車体外側のパネルに接合されていることを特徴とするルーフクロスメンバの取付部構造。
2. 前記インナパネルを挟んで配設された前記第１ブラケットと第２ブラケットが、車幅方向、または車体の前後方向、もしくは上下方向に見て、少なくともいずれかに重合部分を有する位置関係に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のルーフクロスメンバの取付部構造。
3. 前記第１ブラケットと第２ブラケットのそれぞれ一端部が前記インナパネルを挟んで車幅方向視で重合部分を有するように接合されていることを特徴とする請求項１に記載のルーフクロスメンバの取付部構造。
4. 前記第１ブラケットと第２ブラケットの重合部分で互いに連結されていることを特徴とする請求項３に記載のルーフクロスメンバの取付部構造。
5. 前記第２ブラケットの他端部を前記車体外側のパネルの形状に沿って、屈曲させて屈曲部を形成し、前記第２ブラケット他端部が車体外側のパネルの屈曲部よりも下側に連結されたことを特徴とする請求項２ないし４のいずれか１項に記載のルーフクロスメンバの取付部構造。
6. 前記第２ブラケットは前記車体外側のパネルの屈曲部よりも上部側に接合させたことを特徴とする請求項５に記載の車体ルーフ部構造。
   

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