(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車のセンタピラー上端部の結合構造において、
前記センタピラーに内嵌挿入され、車両上下方向に向かって延設されたリンホースセンタピラーアウタの上端部に設けられた第１のフランジに、ブレースセンタのフランジ及びルーフパネルを重ね合わせた状態で接合する第１の接合部と、
前記センタピラーの上端部に連結され、車両前後方向に向かって延設されたリンホースサイドレールアウタのフランジに、前記ブレースセンタの車両前後方向幅より大きくなる切り欠きが形成され、前記切り欠きを前記第１の接合部に配置すると共に、前記第１のフランジに連接して設けられ、前記第１のフランジより車両幅方向外側に配置された第２のフランジに、前記リンホースサイドレールアウタの前記フランジの前記切り欠き以外を重ね合わせた状態で接合する第２の接合部と、を具備することを特徴とするセンタピラー上端部の結合構造。
【請求項２】
前記第１及び第２の接合部を具備すると共に、
前記ブルースセンタの前記フランジの車両前後方向両端に位置するフランジに、前記リンホースサイドレールアウタに対向して配置されたリンホースサイドレールインナのフランジ及びルーフパネルを重ね合わせた状態で接合する第３の接合部と、
前記リンホースサイドレールインナの前記フランジに車両前後方向で挟まれて配置されたフランジに、アウタパネルサイドのフランジに設けられた切り欠きによって分離されたフランジ及びルーフパネルを重ね合わせた状態で接合する第４の接合部と、を具備することを特徴とする請求項１に記載のセンタピラー上端部の結合構造。
【請求項３】
前記ブレースセンタは、平板形状の厚板を、剛性増強の目的で細部の形状に適宜折り曲げ形成を施すとともに、前記ブレースセンタの横幅は、前記センタピラーと前記サイドレールとの結合幅と略同一か、或いは、結合幅よりも拡幅するように形成され、前記センタピラーに入力された衝撃力を相対向するセンタピラーに有効に伝達することを特徴とする請求項１〜２のいずれか一つに記載のセンタピラー上端部の結合構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、自動車の車体構造に関し、特に、自動車のセンタピラーの上端部をサイドレールおよびルーフパネルと結合させるための車体構造に関するものである。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
図３に示すように、車体の左右両側面に配設されたセンタピラー１の上端部１ａには、車体側方に沿って延設されたサイドレール２、車体横幅方向に沿って延設されたブレースセンタ３およびルーフパネル４の側端部が結合固定されている。ブレースセンタ３は、積雪時や洗車時などにおけるルーフパネル４の張り剛性を保持すると共に、衝突時における衝撃力に対して荷重を分散させる薄板を上下に張り合わせたモナカ部材であり、そのモナカ部材の横幅は、センタピラー１とサイドレール２との結合幅と略同等又は幅狭とされており、側面衝突時におけるセンタピラー１の上端部１ａに加わる荷重をサイドレール２が分散荷重するようになっている。
【０００３】
そのような車両の左側のセンタピラー１の上端部１ａにおける結合構造を図４を用いて説明すると、他の部材よりも板厚が若干厚めのリンホースセンタピラーアウタ１Ａの上端部に連接されたエクステンションセンタピラー１Ｂの端部には、上向きとなるように折り曲げ形成されたフランジ１Ｂａが設けられ、このフランジ１Ｂａの上面には、アウタ側から延設された、リンホースサイドレールアウタ２Ａの上端部，アウタパネルサイド１Ｃの上端部、インナ側から延設された、ブレースセンタロア３Ａの側端部，ブレースセンタアッパ３Ｂの側端部およびルーフパネル４の側端部が順に重ね合わされた状態で接合されている。このルーフパネル４の側端部とアウタパネルサイド１Ｃの上端部とにより溝状の溶接部兼ドリップレール５が車体前後方向に沿って形成される。
また、フランジ１Ｂａの下面には、センタピラーインナ１Ｄの上端部に連接されるサイドレールインナ２Ｂの上端部が接合されている。さらに、上端部１ａのインナ側には、センタピラーインナ１Ｄとブレースセンタロア３Ａとを連接する断面湾曲形状のステフナセンタピラー１Ｅが接合されることにより、上端部１ａをインナ側から補剛するようになっている。
【０００４】
しかしながら、通常、溶接部兼ドリップレール５に沿って行われる一列でのスポット溶接を可能とする板組み枚数は、３枚までという生産上の制約があるために、センタピラー１の上端部１ａにおける各部材の端部には、図５に示すように、スポット３枚打ちを可能とするように、互い違いに組み合わされた所定大きさの切り欠き部ａ〜ｆが形成された状態で、フランジ１Ｂａに重ね合わされて接合しななければならないという問題を有している。
そして、各部材の端部に切り欠き部ａ〜ｆが互い違いに組み合わされることによって、スポット３枚打ちの箇所が限定されてしまうばかりか、溶接面積を拡大することができないので、側面衝突時におけるセンタピラー１の上端部１ａに加わる衝撃力のサイドレール２への分散がうまくいかない場合があるという問題が発生してしまう。
【０００５】
このような問題を解決するために、▲１▼ルーフパネル４の側端部を短くしてスポット打点の位置を変更する。また、▲２▼サイドレール２の板厚を厚くして上端部１ａの強度を向上させる。さらに、▲３▼ブレースセンタ３の板厚を厚くして側面衝突時における衝撃力の分散を促進させる、等の方法によって、上端部１ａの結合強度を向上させることも考えられる。
【０００６】
しかしながら、▲１▼のような方法を採用した場合には、ルーフパネル４の側端部である溶接部位に防水用のシーラが塗布されるものの、溶接兼ドリップレール５のシール範囲が拡幅されてしまうことによって、経年劣化による漏水の危険性を完全に払拭することができない。また、▲２▼のような方法を採用した場合には、車体重心から上方位置への車両重量増加となってしまい、走行安定性に好ましいものとは言えず、サイドレール２の板厚増加は避けたい。しかも、サイドレール２の強度が強すぎてしまうと、センタピラー１の上端部１ａの変形量を低減することはできるものの、センタピラー１の中間高さ位置にある窓肩部の変形量が増大する虞があり、その場合、センタピラー１の車室内方向への進入量がさらに増大して乗員にダメージを与えてしまうことも考えられる。さらに、▲３▼のような方法を採用した場合にも、やはり、車体重心から上方位置への車両重量増加となってしまうので、走行安定性上あまり好ましくないものと言える。
【０００７】
この発明は、上記のような従来のセンタピラーの上端部の結合構造が有している問題点を解決するためになされたものであって、なるべく板厚の厚いリンホース部材の形状には大幅な変更を加えることなく、センタピラーの上端部の結合構造を最適にするとともに、溶接のためのスポット打点を最適化することによって、走行安定性に影響を与えることなく車体の剛性を増加させるとともに、側方からの衝突時における衝撃力に対して荷重分散が安定して図ることのできるセンタピラー上端部の結合構造を提供することを目的とする。
【０００８】
このような目的を達成するために本発明は、自動車のセンタピラー上端部の結合構造において、前記センタピラーに内嵌挿入され、車両上下方向に向かって延設されたリンホースセンタピラーアウタの上端部に設けられた第１のフランジに、ブレースセンタのフランジ及びルーフパネルを重ね合わせた状態で接合する第１の接合部と、前記センタピラーの上端部に連結され、車両前後方向に向かって延設されたリンホースサイドレールアウタのフランジに、前記ブレースセンタの車両前後方向幅より大きくなる切り欠きが形成され、前記切り欠きを前記第１の接合部に配置すると共に、前記第１のフランジに連接して設けられ、前記第１のフランジより車両幅方向外側に配置された第２のフランジに、前記リンホースサイドレールアウタの前記フランジの前記切り欠き以外を重ね合わせた状態で接合する第２の接合部と、を具備することを特徴とする。
【０００９】
さらに、前記第１及び第２の接合部を具備すると共に、前記ブルースセンタの前記フランジの車両前後方向両端に位置するフランジに、前記リンホースサイドレールアウタに対向して配置されたリンホースサイドレールインナのフランジ及びルーフパネルを重ね合わせた状態で接合する第３の接合部と、前記リンホースサイドレールインナの前記フランジに車両前後方向で挟まれて配置されたフランジに、アウタパネルサイドのフランジに設けられた切り欠きによって分離されたフランジ及びルーフパネルを重ね合わせた状態で接合する第４の接合部と、を具備することを特徴とする。
【００１０】
また、前記ブレースセンタは、平板形状の厚板を、剛性増強の目的で細部の形状に適宜折り曲げ形成を施すとともに、前記ブレースセンタの横幅は、前記センタピラーと前記サイドレールとの結合幅と略同一か、或いは、結合幅よりも拡幅するように形成され、前記センタピラーに入力された衝撃力を相対向するセンタピラーに有効に伝達することを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用したセンタピラー上端部の結合構造の実施の形態について、図１〜図２を用いて説明する。図１は、本発明のセンタピラー上端部の結合構造の板組み状態を説明する断面図、図２は、図１の要部構成を説明する分解斜視図である。なお、従来例と同様の部材については、同一の符号を付すものとするとともに、センタピラーは、車体の左側と右側とに対称的に配置されるものであることから、以下では、車体の左側のセンタピラーの上端部の結合構造について説明する。
【００１２】
図１〜図２に示すように、センタピラー１の上端部１ａには、車体側方に沿って延設されたサイドレール２、車体横幅方向に沿って延設されたブレースセンタ３およびルーフパネル４の側端部が結合固定されている。
【００１３】
上方に向かって延設され、他の部材よりも板厚が若干厚めのリンホースセンタピラーアウタ１Ａの上端部に、略水平で、切り欠きが設けられていないアウタ側フランジ１Ａａと、切り欠き部ｇによってインナ側に向かって延びるように形成された２つのインナ側フランジ１Ａｂとが設けられ、このインナ側フランジ１Ａｂの上面には、インナ側から延設されたブレースセンタ３の側端部の切り欠き部ｈによって形成された２つのフランジ３ａの切り欠き部ｈ側フランジ３ａｈとルーフパネル４の側端部とが順に重ね合わされた状態で溶接により結合固定される。
【００１４】
このブレースセンタ３は、左右のセンタピラー１の上端部間に張架されてルーフパネル４の張り剛性を保持するとともに、センタピラー１に入力された衝撃力を相対向するセンタピラーに有効に伝達するように平板形状の厚板を、剛性増強の目的で細部の形状に適宜折り曲げ形成を施したものである。しかも、厚板のブレースセンタ３の横幅は、センタピラー１とサイドレール２との結合幅と略同一か、或いは、結合幅よりも拡幅されるように設定されている。
なお、厚板のブレースセンタ３の重量とモナカ形状のブレースセンタ３の重量とは略同一となるように設定されていて、厚板のブレースセンタ３を採用したことによって、車体中心が高くなることはない。
【００１５】
また、リンホースセンタピラーアウタ１Ａの上端部の下面には、センタピラーインナ１Ｄの上端部に連接されたサイドレールインナ２Ｂが配置されるとともに、サイドレールインナ２Ｂの上端部には、インナ側に向かって折り曲げ形成されたフランジ２Ｂａと２Ｂｂとが形成されるように２つの切り欠き部ｉが設けられている。
【００１６】
サイドレールインナ２Ｂのフランジ２Ｂａは、リンホースセンタピラーアウタ１Ａのインナ側フランジ１Ａｂと重なることなくブレースセンタ３の他方側フランジ３ａｈｏにそれぞれ接合され、さらに、その状態の上側にルーフパネル４の側端部が重ねられた状態で溶接により結合固定される。そして、この状態では、サイドレールインナ２Ｂの切り欠き部ｉの上側には、リンホースセンタピラーアウタ１Ａのインナ側フランジ１Ａｂが位置するように設定されているので、リンホースセンタピラーアウタ１Ａ，厚板のブレースセンタ３およびルーフパネル４のスポット打点に対して、サイドレールインナ２Ｂが干渉することはない。
【００１７】
一方、リンホースセンタピラーアウタ１Ａのアウタ側フランジ１Ａａには、アウタ側から延設されたリンホースサイドレールアウタ２Ａの上端部の切り欠き部ｊによって形成された細長のフランジ２Ａａが重ね合わされた状態で溶接により強固に結合固定される。
【００１８】
この切り欠き部ｊは、厚板のブレースセンタ３の横幅を挿通可能とする所定横幅を有しているものであって、切り欠き部ｊの両端のインナ側に向かって延びている２つのフランジ２Ａｂの上面には、厚板のブレースセンタ３を挿通して、リンホースサイドレールアウタ２Ａを内包するように延設されたアウタパネルサイド１Ｃの上端部の２つの切り欠き部ｋによって形成されたフランジ１Ｃａとサイドレールインナ２Ｂのフランジ２Ｂａとが重ね合わされた状態で溶接により結合固定される。
【００１９】
そして、サイドレールインナ２Ｂのフランジ２Ｂｂは、切り欠き部ｇ，ｊを挿通したのちアウタパネルサイド１Ｃの切り欠きｋによって形成されたフランジ１Ｃｂの下面に直接接触し、さらに、このフランジ１Ｃｂの上面は、板厚のブレースセンタ３の切り欠き部ｈを挿通したあとで、ルーフパネル４の側端部と直接接触した状態で溶接により結合固定される。
【００２０】
さらに、センタピラー１の上端部１ａのインナ側には、センタピラーインナ１Ｄとブレースセンタロア３Ａとを連接する断面湾曲形状のステフナセンタピラー１Ｅが接合されることにより、上端部１ａをインナ側から補剛している。
【００２１】
これらのことにより、リンホースセンタピラーアウタ１Ａの上端部のインナ側フランジ１Ａｂには、厚板のブレースセンタ３の切り欠き部ｈ側フランジ３ａｈおよびルーフパネル４の側端部とを重ね合わせた状態でスポット３枚打ちがなされることにより、強固に結合固定されるとともに、厚板のセンタブレース３の他方側フランジ３ａｈｏには、サイドレールインナ２Ｂのフランジ２Ｂａおよびルーフパネル４の側端部を重ね合わせた状態でスポット３枚打ちがなされることによって、センタピラー１の上端部１ａの結合強度を増大させることができる。さらに、リンホースセンタピラーアウタ１Ａのアウタ側フランジ１Ａａには、リンホースサイドレールアウタ２Ａのフランジ２Ａａが重ね合わせた状態でスポット２枚打ちがなされることにより強固に結合固定されるとともに、リンホースサイドレールアウタ２Ａのフランジ２Ａｂには、アウタパネルサイド１Ｃのフランジ１Ｃａおよびサイドレールレールインナ２Ｂのフランジ２Ｂａを重ね合わせた状態でスポット３枚打ちがなされるとともに、このアウタパネルサイド１Ｃのフランジ１ｃｂには、下面からサイドレールインナ２Ｂのフランジ２Ｂｂ、上面からルーフパネル４の側端部を重ね合わせた状態でスポット３枚打ちがなされることにより、センタピラー１の上端部１ａの結合強度をさらに増大させることができる。
【００２２】
そして、厚板のブレースセンタ３は、センタピラー１に入力された衝撃力を相対向するセンタピラーに有効に伝達するように剛性増強の目的で細部の形状を適宜折り曲げ形成され、しかも、厚板のブレースセンタ３の横幅は、センタピラー１とサイドレール２との結合幅と略同一か、或いは、結合幅よりも拡幅されるように設定されている。
それらの結果、側面衝突時におけるセンタピラー１の上端部１ａに加わる荷重を厚板のブレースセンタ３を介して対向配置されたセンタピラーに有効に伝えることができるようになるので、サイドレール２とともに側突時の衝撃力を分散させて衝撃力を減衰させて、車室内の乗員に衝撃力による損傷を低減することが可能となる。
【００２３】
このように本実施形態によれば、各部材の端部に合理的な配置とされる切り欠き部ｇ〜ｋが形成されたことによって、各部材の板組み状態に余裕が生じるとともに、部品点数を削減することができて、しかも、センタピラー１の上端部１ａの結合構造のスポット３枚打ちの打点を増大させることができるばかりか、溶接面積を拡大することができるので、センタピラー１の上端部１ａの強度を増加させることができる。また、厚板のリンホースセンタピラーアウタ１Ａを上端部１ａまで延設したことによって、エクステンションセンタピラー１Ｂを削減することができるとともに、強度的にも有利なセンタピラー構造とすることができる。さらに、厚板のブレースセンタ３を採用することによって、左右のセンタピラー上端間での強度を向上することができて、車体剛性を向上させるとともに、側突時には、相対向するセンタピラーに衝撃力を有効に伝達することによって、衝撃力の荷重分散を促進して、衝撃力による車室内への影響を最小とすることができる。
【００２４】
これらの結果、センタピラー１の上端部１ａにおける、サイドレール２，ブレースセンタ３およびルーフパネル４の構造を簡素化することによって、部品点数の削減および作業工程を短縮でき、しかも、上端部１ａでの結合強度を増大させることによって、車両側突時の安全性を向上させるとともに、ボディ剛性の耐久性向上および振動騒音の低減を図ることができる。
【００２５】
【発明の効果】
以上のように、本発明のセンタピラー上端部の結合構造によれば、なるべく板厚の厚いリンホース部材の形状には大幅な変更を加えることなく、センタピラーの上端部の結合構造を最適にするとともにスポット打点を最適化することによって、走行安定性に影響を与えることなく車体の剛性を増加させるとともに、側方からの衝突時における衝撃力に対して荷重分散が安定して図ることのできるセンタピラー上端部の結合構造を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のセンタピラー上端部の結合構造の板組み状態を説明する断面図である。
【図２】図１中の要部構成を説明する分解斜視図である。
【図３】従来の車体の左右両側面に配設されたセンタピラーの上端部を説明する説明図である。
【図４】図３中の車両の左側のセンタピラーの上端部における結合構造を説明する断面図である。
【図５】図４中における各部材の端部に形成された切り欠き部の形状を示した斜視図である。
【符号の説明】
１        センタピラー
１ａ      上端部
１Ａ      リンホースセンタピラーアウタ
１Ｃ      アウタパネルサイド
１Ｄ      センタピラーインナ
２        サイドレール
２Ａ      リンホースサイドレールアウタ
２Ａａ    フランジ
２Ａｂ    フランジ
２Ｂ      サイドレールインナ
２Ｂａ    フランジ
２Ｂｂ    フランジ
３        厚板のブレースセンタ
３ａ      拡幅フランジ
３ａｈ    切り欠き部ｈ側フランジ
３ａｈｏ  他方側フランジ
４        ルーフパネル
５        溶接部兼ドリップレール
ｇ〜ｋ    切り欠き部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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