JP5046782B2 - 車両上部構造 - Google Patents

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ルーフパネル及びルーフアーチ部材の端部がそれぞれ接合している車両上部構造において、ルーフサイドレールは、ルーフパネルの車幅外側端部を接合しているアウター部材と、アウター部材に沿って、且つ接合され閉断面を構成しているインナー部材と、アウター部材とインナー部材との間に配置されたステー部材と、を備え、インナー部材は、ルーフアーチ部材の端部を接合しているインナー部材の溶接用フランジに連なって形成され溶接用フランジを支持している第１の縦壁を備え、ステー部材は、溶接用フランジに接合されているとともに、アウター部材のルーフパネルを接合している部位を支持するようアウター部材の内面に当接している第２の縦壁を備えていることを特徴とする。
請求項２に係る発明では、ステー部材は、アウター部材とインナー部材の溶接用フランジとを重ねた上部２層フランジ部に挟まれ接合している上部結合部を備えていることを特徴とする。
請求項３に係る発明では、ステー部材は、アウター部材とインナー部材とを重ねた下部２層フランジ部に挟まれ接合している下部結合部を備えていることを特徴とする。
請求項４に係る発明では、ステー部材は、アウター部材に接合している下部結合部を備えていることを特徴とする。
請求項５に係る発明では、ステー部材は、上部結合部と下部結合部との間の部位に連なりアウター部材の内面に当接する中央結合脚部を備え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は、ルーフパネルの車幅外側端部を接合しているアウター部材と、アウター部材に沿って、且つ接合され閉断面を構成しているインナー部材と、アウター部材とインナー部材との間に配置されたステー部材と、を備え、インナー部材は、ルーフアーチ部材の端部を接合しているインナー部材の溶接用フランジに連なって形成され溶接用フランジを支持している第１の縦壁を備えているので、ルーフアーチ部材の端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、片側の電極で端部並びに溶接用フランジを押すと、電極のほぼ真下に位置している第１の縦壁によって溶接用フランジが支持され、端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。

また、請求項１では、ステー部材は、溶接用フランジに接合されているとともに、アウター部材のルーフパネルを接合している部位を支持するようアウター部材の内面に当接している第２の縦壁を備えているので、ルーフパネルの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並びに溶接用フランジを押すと、電極のほぼ真下に位置している第２の縦壁によって溶接用フランジが支持され、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（端部を含む）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。
請求項２に係る発明では、ステー部材は、アウター部材とインナー部材の溶接用フランジとを重ねた上部２層フランジ部に挟まれ接合している上部結合部を備えているので、両電極で挟まない場合、電極の真下に位置する上部結合部および上部結合部に連なり、電極のほぼ真下に位置している第２の縦壁によって溶接用フランジが支持され、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。
請求項３に係る発明では、ステー部材は、アウター部材とインナー部材とを重ねた下部２層フランジ部に挟まれ接合している下部結合部を備えているので、両電極で挟まない場合、電極を押し付けた力は、第２の縦壁を介して下部２層フランジ部に伝わる。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。
請求項４に係る発明は、ステー部材は、アウター部材に接合している下部結合部を備えているので、両電極で挟まない場合、電極を押し付けた力は、第２の縦壁を介してアウター部材に伝わる。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。
請求項５に係る発明は、ステー部材は、上部結合部と下部結合部との間の部位に連なりアウター部材の内面に当接する中央結合脚部を備えているので、予め、下向き溶接で、アウター部材の内面にステー部材を溶接する際に、ステー部材を仮置き（セット）した時に、アウター部材の内面に中央結合脚部が当接するので、ステー部材の位置決めを行うことができるとともに、ステー部材の回動を防止することができる。
さらに、中央結合脚部がアウター部材に結合しているので、ステー部材の強度を高めることができる。

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、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。

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、ルーフフロントレール２１と左のルーフサイドレール１４の接合の詳細図である。
図４は、本発明の車両上部構造（第１実施の形態）が備える第１の縦壁と第２の縦壁の斜視図である。図２を併用して説明する。

ルーフフロントレール２１の第１左端部４１には、第１インナー溝形部材５１の第１インナー溶接フランジ部６１が形成され、第１アウター溝形部材５２の第１アウター溶接フランジ部６２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、アウター部材６４と、アウター部材６４に沿って、且つ接合しているインナー部材６５と、アウター部材６４にアウター部３３を重ねた２層ルーフパネル接合部６６と、インナー部材６５にアウター部材６４を重ねた上部２層フランジ部６７と、上部２層フランジ部６７に挟まれたステー部材（第２の縦壁）７１と、を有する。

インナー部材６５は、ルーフ１３に沿って車両１２の前後方向（Ｙ軸方向）に延びて、断面形状を略Ｉ形に形成した板本体７２が形成され、下縁にドア側溶接フランジ７３が形成され、上縁にルーフ側溶接フランジ７４が形成され、ルーフ側溶接フランジ７４側にルーフフロントレール２１を接合している前部７５に第１の縦壁７６が形成されている。

第１の縦壁７６は、板本体７２の一部をルーフフロントレール２１側へ膨出させたもので、ルーフフロントレール２１に形成した第１インナー溶接フランジ部６１及び第１アウター溶接フランジ部６２に略直交しているとともに、インナー部材６５の溶接用フランジ（ルーフ側溶接フランジ７４）に連なって略直交した状態で形成されルーフ側溶接フランジ７４を支持している。
第１の縦壁７６の高さはＨ１である。

ステー部材７１は、第２の縦壁で、左のルーフサイドレール１４のアウター部材６４とインナー部材６５との間に配置され、インナー部材６５にアウター部材６４を重ねた上部２層フランジ部６７に挟まれ接合している上部結合部７７が形成され、上部結合部７７に連ねてルーフバックアップ部８１がアウター部材６４の内面に当接するように形成され、ルーフバックアップ部８１に連ねて縦ステー本体部８２が形成され、縦ステー本体部８２に連ねて下部結合部８３が形成されてインナー部材６５にアウター部材６４を重ねた下部２層フランジ部８４に挟まれ接合している。

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にルーフフロントレール２１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５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（ルーフフロントレール）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の上部２層フランジ部６７にルーフフロントレール２１の第１アウター溝形部材５２の第１アウター溶接フランジ部６２を重ね、第１アウター溶接フランジ部６２に溶接用の一方の電極８６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８６とでスポット溶接する部位を挟まない電極である。

図６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（ルーフフロントレール）との関係を説明する斜視図である。図５を併用して説明する。
電極８６を押し付けた力は、電極８６のほぼ真下に配置されている第１の縦壁７６にほぼ直接矢印ａ１、矢印ａ２のように伝わるので、左のルーフサイドレール１４の上部２層フランジ部６７及びルーフフロントレール２１の第１アウター溶接フランジ部６２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７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のアウター部材６４にアウター部３３を重ねた２層ルーフパネル接合部６６にルーフパネル３６の縁溶接フランジ部８７を重ね、縁溶接フランジ部８７に溶接用の電極８６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８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斜視図である。図７を併用して説明する。
電極８６を押し付けた力は、電極８６のほぼ真下に配置されている第２の縦壁７１にほぼ直接矢印ａ３、矢印ａ４のように伝わるので、左のルーフサイドレール１４の２層ルーフパネル接合部６６及びルーフパネル３６の縁溶接フランジ部８７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の縦壁７６及び第２の縦壁７１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の縦壁７６及び第２の縦壁７１によって、電極８６以外の力を分散するので、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。
なお、電極８６からの電流は矢印ｅ１、矢印ｅ２のように流れる。

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。
図９は、図１の９−９線断面図（第２実施の形態）である。
図１０は、本発明の車両上部構造（第２実施の形態）の分解図である。
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にルーフボウ３７を接合しているもので、ルーフボウ３７を接合したセンタ接合部９１に形成されている第１の縦壁７６Ｂと、第２の縦壁（ステー部材）７１Ｂと、を備えていることを特徴とする。

ルーフボウ３７の第２左端部４３には、第２インナー溝形部材５３の第２インナー溶接フランジ部９２が形成され、第２アウター溝形部材５４の第２アウター溶接フランジ部９３が形成されている。

センタピラー３２は、インナー部材６５のセンタ接合部９１に接合しているセンタピラーインナー９４と、アウター部材６４に接合しているセンタピラー第１アウター９５及びセンタピラー第２アウター９６を備えている。

第１の縦壁７６Ｂは、インナー部材６５の板本体７２の一部をルーフボウ３７側へ膨出させたもので、ルーフボウ３７に形成した第２アウター溶接フランジ部９３に略直交しているとともに、インナー部材６５の溶接用フランジ（ルーフ側溶接フランジ７４）連なって略直交した状態で形成されルーフ側溶接フランジ７４を支持している。

第２の縦壁（ステー部材）７１Ｂは、左のルーフサイドレール１４のアウター部材６４とインナー部材６５との間に配置され、インナー部材６５にアウター部材６４を重ねた上部２層フランジ部６７に挟まれ接合している上部結合部７７Ｂが形成され、上部結合部７７Ｂに連ねてルーフバックアップ部８１Ｂがアウター部材６４の内面に当接するように形成され、ルーフバックアップ部８１Ｂに連ねて縦ステー本体部８２Ｂが形成され、縦ステー本体部８２Ｂに連ねて下部結合部８３Ｂが形成されてアウター部材６４に接合している。
縦ステー本体部８２Ｂには、アウター部材６４の内面に当接する中央結合脚部９７が形成されている。

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アーチ部材（ルーフボウ）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。

まず、図２に示している左のルーフサイドレール１４にルーフボウ３７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の上部２層フランジ部６７にルーフボウ３７の第２アウター溝形部材５４の第２アウター溶接フランジ部９３を重ね、第２アウター溶接フランジ部９３に溶接用の電極８６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８６を押し付けた力は、電極８６のほぼ真下に配置されている第１の縦壁７６Ｂにほぼ直接矢印ａ６のように伝わり、センタピラー３２に伝わるので、左のルーフサイドレール１４の上部２層フランジ部６７及びルーフボウ３７の第２アウター溶接フランジ部９３の下方（矢印ｂ３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。

図１２は、第２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を併用して説明する。

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のアウター部材６４にアウター部３３を重ねた２層ルーフパネル接合部６６にルーフパネル３６の縁溶接フランジ部８７を重ね、縁溶接フランジ部８７に溶接用の電極８６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８６を押し付けた力は、電極８６のほぼ真下に配置されている第２の縦壁７１Ｂにほぼ直接矢印ａ７のように伝わり、センタピラー３２に伝わるので、左のルーフサイドレール１４の２層ルーフパネル接合部６６及びルーフパネル３６の縁溶接フランジ部８７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の縦壁７６Ｂ及び第２の縦壁７１Ｂ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。

さらに、図１０、図１１に示している第２の縦壁（ステー部材）７１Ｂでは、予め、下向き溶接で、アウター部材６４の内面に第２の縦壁（ステー部材）７１Ｂを溶接する際に、第２の縦壁（ステー部材）７１Ｂ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の内面に中央結合脚部９７が矢印ｃ２のように当接するので、第２の縦壁（ステー部材）７１Ｂの位置決めを行うことができるとともに、第２の縦壁（ステー部材）７１Ｂの回動（矢印ｃ３の方向）を防止することができる。
さらに、中央結合脚部９７がアウター部材６４に結合しているので、第２の縦壁（ステー部材）７１Ｂの強度を高めることができる。

尚、本発明の車両上部構造では、第１実施の形態の車両上部構造１１のみを採用してもよく、第２実施の形態の車両上部構造１１Ｂのみを採用してもよく、図１及び図２に示しているように第１実施の形態と第２実施の形態を同時に採用してもよい。

本発明の車両上部構造は、ルーフサイドレールに好適である。

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）が備える第１の縦壁と第２の縦壁の斜視図である。 本発明の車両上部構造（第１実施の形態）のルーフアーチ部材（ルーフフロントレール）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）のルーフアーチ部材（ルーフフロントレール）との関係を説明する斜視図である。 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。 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斜視図である。 図１の９−９線断面図（第２実施の形態）である。 本発明の車両上部構造（第２実施の形態）の分解図である。 第２実施の形態のルーフアーチ部材（ルーフボウ）との関係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との関係を説明する断面図である。 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、２１…ルーフアーチ部材（ルーフフロントレール）、２３…車室、３６…ルーフパネル、４１…ルーフアーチ部材の端部（第１左端部）、６４…アウター部材、６５…インナー部材、７１…第２の縦壁、７４…溶接用フランジ（ルーフ側溶接フランジ）、７６…第１の縦壁。

Claims (5)

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ルーフパネル及びルーフアーチ部材の端部がそれぞれ接合している車両上部構造において、
   前記ルーフサイドレールは、前記ルーフパネルの車幅外側端部を接合しているアウター部材と、前記アウター部材に沿って、且つ接合され閉断面を構成しているインナー部材と、前記アウター部材と前記インナー部材との間に配置されたステー部材と、を備え、
   前記インナー部材は、前記ルーフアーチ部材の車幅外側端部を接合している前記インナー部材の溶接用フランジに連なって形成され前記溶接用フランジを支持している第１の縦壁を備え、
   前記ステー部材は、前記溶接用フランジに接合されているとともに、前記アウター部材の前記ルーフパネルを接合している部位を支持するよう前記アウター部材の内面に当接している第２の縦壁を備えていることを特徴とする車両上部構造。
2. 前記ステー部材は、前記アウター部材と前記インナー部材の前記溶接用フランジとを重ねた上部２層フランジ部に挟まれ接合している上部結合部を備えていることを特徴とする請求項１記載の車両上部構造。
3. 前記ステー部材は、前記アウター部材と前記インナー部材とを重ねた下部２層フランジ部に挟まれ接合している下部結合部を備えていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の車両上部構造。
4. 前記ステー部材は、前記アウター部材に接合している下部結合部を備えていることを特徴とする請求項２記載の車両上部構造。
5. 前記ステー部材は、前記上部結合部と下部結合部との間の部位に連なり前記アウター部材の内面に当接する中央結合脚部を備えていることを特徴とする請求項４記載の車両上部構造。

Images