CN102470899A - 汽车的上部车身构造 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种汽车的上部车身构造，公开了在外侧板(28)与车顶板(24)之间具有槽部(31)的上部车身构造(20)。中柱加强件(34)的上端与车顶侧加强件(41)重合。该车顶侧加强件(41)在槽部(31)与车顶拱形件(23)结合。中柱加强件(34)的内侧的中柱加强部件(33)上端，在槽部(31)的下方结合在角撑板(25)的另一端(25b)上，其中，角撑板(25)的一端(25a)连结在车顶拱形件(23)上。能够避免碰撞载荷向角撑板(25)集中。

Description

汽车的上部车身构造

技术领域

本发明涉及上部车身构造，是车辆的中柱与车顶侧梁的连接部分的构造，使车辆的车身刚性及强度相对于因车辆的侧面碰撞(侧撞)而产生的载荷得到提高。

背景技术

一般地，公知在中柱及车顶侧梁的连接部分设有加强部件的上部车身构造。这种上部车身构造，以相对于侧撞载荷能够确保规定的车身刚性及强度的方式适宜地进行设计。作为这样的上部车身构造，已知在中柱与车顶增强件(车顶侧加强件)之间设有角撑板的方案(例如，参照专利文献1)。

专利文献1的车身上部构造包括：由中柱内部件及中柱外部件构成的中柱；被中柱内部件及中柱外部件覆盖的侧架外部件；供中柱内部件的上部结合的车顶侧梁；结合在这些车顶侧梁、中柱内部件、中柱外部件及侧架外部件的上端的车顶增强件及车顶板；架设在这些车顶增强件和车顶侧梁上的车顶角撑板。

但是，在专利文献1的车身上部构造中，由于仅以中柱内部件(中柱加强部件)支承侧撞载荷，因此，侧撞载荷向角撑板(车顶角撑板)集中。因此，角撑板需要提高强度、刚性。因此，角撑板需要制成大型，存在室内空间变小的课题。

专利文献1：日本特许3796777号公报

发明内容

本发明的课题在于提供一种车身上部构造，能够避免侧撞载荷向角撑板集中，能够抑制中柱的根基部处的截面压溃，并且，能够将室内空间确保得较大。

根据本发明的一个方式，提供一种上部车身构造，具有在外侧板与车顶板之间以沿车身前后方向延伸的方式形成的槽部，具有：被所述外侧板覆盖、在车辆的上下方向上延伸的中柱加强件；在车身前后方向上延伸、供所述中柱加强件的上端重合的车顶侧加强件；在所述槽部部分结合有所述车顶侧加强件的车顶拱形件；与所述中柱加强件相比配置在车宽方向内侧的中柱加强部件；角撑板，其具有连结在所述车顶拱形件上的一端、和在所述槽部的下方隔着车顶侧梁与所述中柱加强部件的上端结合的另一端。

优选地，所述车顶拱形件包括：具有底部54并呈向上方开放的帽形截面的车顶拱形件主体；在所述底部上向下开放的帽形截面的加强部件，由所述车顶拱形件主体51和所述加强部件52形成在车宽方向上连续的闭合截面。

优选地，所述角撑板具有沿车宽方向的加强筋，并且是弯曲板材。

优选地，所述角撑板沿所述车顶侧梁固定，所述车顶侧梁由一对L字形状的部件或单一的U字形状的部件构成。

优选地，所述车顶侧加强件具有开口，该开口形成能够使所述中柱加强部件的上端潜入从而与所述车顶侧梁抵接，所述中柱加强部件的所述上端与所述角撑板的所述另一端一起通过螺栓而紧固在所述车顶侧梁上。

优选地，所述中柱加强件，在其上端具有以沿所述车顶侧加强件的上表面及侧面的方式形成的上端结合部，所述上端结合部的车身前后方向的宽度与所述车顶拱形件的车身前后方向的宽度相比形成得宽。

优选地，所述车顶拱形件主体具有与所述槽部的底壁一体地接合在所述车顶侧加强件上的舌片。

优选地，所述角撑板在其上部具有形成在左右的所述加强筋间的隆起部，所述隆起部在所述车顶拱形件的所述闭合截面部分中被结合。

优选地，所述左右的加强筋在所述角撑板的下部合流成一根并在所述下部的左右形成有平坦部，所述平坦部结合在所述中柱加强部件的上端。

发明的效果

本发明中，使中柱加强件的上端与车顶侧加强件重合，以槽部将该车顶侧加强件与车顶拱形件结合，将配置在中柱加强件的内侧的中柱加强部件的上端在槽部的下方与一端连结在车顶拱形件上的角撑板的另一端结合。因此，能够将趋向中柱的侧撞载荷分割成从中柱加强件经车顶侧加强件向车顶拱形件传递的路径和从中柱加强部件经角撑板向车顶拱形件传递的路径两部分。因此，通过减少包含车顶侧加强件的车顶侧截面侧的载荷分担，由此，能够使车顶侧截面小型化从而扩大室内空间。另外，通过将趋向中柱的侧撞载荷分割成两个路径，能够在中柱的上部的根基部处使截面最小，而且能够使中柱部分的板厚最适化，并且，能够抑制中柱根基部处的截面压溃。

车顶拱形件由车顶拱形件主体和加强部件构成，由于形成在车宽方向上连续的闭合截面，因此，虽然没有在槽部强化车顶拱形件和车顶侧加强件的结合，但能够通过连续闭合截面牢固地承受车顶侧加强件。其结果是，能够谋求车身的轻量化。

角撑板沿车宽方向具有加强筋并且是弯曲的板材，因此，向室内侧的突出少。其结果是，能够谋求车室的扩大。

角撑板固定在由一对L字形状的部件构成的车顶侧梁上，或者沿由单一的U字形状的部件构成的车顶侧梁固定，因此，能够在宽范围内支承车顶侧梁。由此，能够谋求车身刚性的提高。

附图说明

图1是采用了本发明的上部车身构造的车辆的立体图。

图2是图1所示的上部车身构造的分解立体图。

图3是将图2所示的中柱构成部件和车顶侧梁、角撑板分解了的立体图。

图4是沿图1的4-4线的放大剖视图。

图5是表示将图2所示的车顶拱形件、中柱加强件、车顶侧加强件结合的状态的立体图。

图6是表示图4所示的角撑板的安装状态的立体图。

图7是沿图6的7-7线的放大剖视图。

图8是表示图4所示的中柱加强部件和车顶侧加强件的关系的立体图。

图9是将车顶侧梁拆下并表示角撑板和中柱加强部件的结合状态的立体图。

图10是表示图4所示的上部车身构造中的载荷传递路径的图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的优选实施例进行说明。

实施例

如图1所示，车辆10包括车身11。车身11具有三厢部分即车室12、发动机室13及行李室14。

如图2所示，在水平方向的上下延伸有车顶侧梁22及下纵梁27。从前方起在上下方向上设有前柱19、中柱内部件32及后柱26。由车顶侧梁22、下纵梁27、前柱19及中柱内部件32形成前门开口17。由车顶侧梁22、下纵梁27、中柱内部件32及后柱26形成后门开口18。

如图2～图5所示，车身上部构造20构成为包括：在车身侧方沿车身高度方向延伸的中柱21；连接在该中柱21的上端，沿车身前后方向延伸的车顶侧梁22；在车身前后方向上位于中柱21的位置并从车顶侧梁22沿车身宽度方向延伸的车顶拱形件23；在该车顶拱形件23的上方从车顶侧梁22沿车身宽度方向延伸的车顶板24(图4)；一端25a连接在车顶拱形件23上且另一端25b连接在车顶侧梁22及中柱21的构成部件上的角撑板(车顶托架或车顶拱形角撑板)25；覆盖中柱21、车顶侧梁22、前柱19、后柱26及下纵梁27的外侧板28；形成在该外侧板28与车顶板24之间的向上方开放的U字状槽部31。

中柱21构成为闭合截面的中空筒体的框架。即，中柱21包括：上端结合在车顶侧梁22上、下端结合在下纵梁27侧的中柱内部件32；上端在中柱内部件32的上方与车顶侧梁22及角撑板25的另一端25b结合、下端结合在中柱加强件34侧的中柱加强部件33；上端结合在车顶侧加强件41上、下端结合在下纵梁27侧的中柱加强件34；从车室外侧将这些中柱加强件34、中柱加强部件33及中柱内部件32覆盖的外侧板28的中柱部81。

如图5所示，中柱加强件34设在中柱加强部件33的车宽方向外侧。中柱加强件34的上端焊接在车顶侧加强件41的上表面41a及侧面41b上。在中柱加强件34的上端，形成有上端结合部36，该上端结合部36具有与车顶侧加强件41的上表面41a及侧面41b的截面形状相符的形状。上端结合部36在车身前后方向上形成为宽幅。

中柱加强部件33的上端，如图4所示，设有多个焊接螺母37，该焊接螺母37用于通过多个螺栓46隔着车顶侧梁22将角撑板25的另一端25b紧固。即，中柱加强部件33的上端延长至车顶侧梁22，而且与室内侧的角撑板25紧固。

车顶侧梁22是在车身前后方向上延伸的L字形状的部件。车顶侧梁22具有用于提高该车顶侧梁22的强度的截面U字形状的车顶侧加强件41。即，车顶侧梁22由L字形状的部件和U字形状的部件构成。车顶侧梁22，如图6所示，在多个焊接部位49与中柱内部件32的上端焊接。

车顶侧梁22和车顶侧加强件41，在上下分别形成有上凸缘42、44及下凸缘43、45，这些上凸缘42、44彼此及下凸缘43、45彼此被焊接，从而构成中空截面框架。如图3及图5所示，在车顶侧梁22及车顶侧加强件41的上凸缘42、44的车顶拱形件23的焊接固定部分上设有层差部42a、44a，该层差部42a、44a用于经由外侧板28(图4)的梁凸缘部94(图4)载置车顶拱形件23的舌片59。

车顶侧梁22与车顶侧加强件41一起被外侧板28的车顶侧梁部82从车室外方覆盖。车顶侧梁22上形成有供螺栓46贯穿的贯穿孔47。

车顶侧加强件41具有开口48，该开口48是为了将中柱加强部件33的上端安装到车顶侧梁22上而形成的。中柱加强部件33的上端从车顶侧加强件41的车宽外方朝车宽内方穿过开口48，向车顶侧梁22抵接，并与角撑板25的另一端25b一起通过螺栓46、46被紧固在车顶侧梁22上。

如图5～图8所示，车顶拱形件23包括：结合在车顶侧梁22上的车顶拱形件主体(下车顶拱形件)51；从上方重合在该车顶拱形件主体51上，对车顶拱形件主体51进行加强的加强部件(上车顶拱形件)52。通过车顶拱形件主体51及加强部件52，形成向车宽方向延伸的连续的闭合截面梁(图7)。

如图7所示，车顶拱形件主体51包括：供角撑板25的一端25a结合的底部54；从该底部54向上方伸出的前壁55及后壁56；从这些前壁55及后壁56分别向前后方向伸出的前凸缘57及后凸缘58；接合(焊接固定)在车顶侧加强件41上的舌片59(图5)。即，车顶拱形件主体51是侧面截面为朝上的帽形截面的部件。底部54上焊接有焊接螺母62、62(图7中仅表示其中一个62)，该焊接螺母62、62供角撑板25的一端25a(图6)通过螺栓61、61而被紧固。

上车顶拱形件52包括：向下方开口的横杆部64；形成在该横杆部64的前后，并接合在车顶拱形件主体51的底部54上的前凸缘部65及后凸缘部66。即，上车顶拱形件52是呈向下方开放的帽形截面(倒帽形截面)形状的部件，通过该倒帽形截面对车顶拱形件主体51的底部54进行加强。

由于使车顶拱形件主体51为帽形截面、且使上车顶拱形件52为倒帽形截面，因此，能够防止车顶拱形件23的折弯。由此，能够减轻中柱21的根基部(上部)21a及主体部21b处的变形。即，由于侧面碰撞时的变形变少，因此，通过安全带装置对乘员进行束缚时，通过确保乘员与中柱21之间的距离，由此能够减轻胸的部分处的弯曲。

车顶拱形件23，其舌片59经由外侧板28(图4)向车顶侧加强件41的上凸缘44的层差部44a上搭放，然后，如图4所示，搭放车顶板24的端部凸缘73，从而舌片59及端部凸缘73固定在车顶侧加强件41的上凸缘44的层差部44a上。

如图4所示，车顶板24具有：覆盖车身11的上部的板主体71；沿该板主体71的车宽方向且向下方弯曲的折弯部72；从该折弯部72向车宽外方形成的端部凸缘73。通过这些折弯部72及端部凸缘73和外侧板28构成U字状的槽部(mohican槽)31的外轮廓。

上部车身构造20中，从上方起按下述顺序重叠有车顶板24、车顶拱形件23、外侧板28，并焊接固定在车顶侧加强件41及车顶侧梁22上。

如图3、图6及图9所示，角撑板25具有：在一端25a上，供用于与车顶拱形件23紧固的螺栓61、61贯穿的一端侧贯穿孔75、75(图9)；在另一端25b上，供用于经由车顶侧梁22与中柱加强部件33紧固的螺栓46、46贯穿的另一端侧贯穿孔76、76(图3)；沿长度方向(车宽方向)形成、使刚性提高的加强筋77、77。角撑板25是向车室上方弯曲成凸状的板材。

角撑板25预先在多个焊接部位78(图6)上向车顶侧梁22焊接并一体化。由此，能够谋求结合效率的提高，并且能够谋求安装刚性的提高。螺栓61、61贯穿一端侧贯穿孔75、75，并紧固在车顶拱形件23上。另外，螺栓46、46贯穿另一端侧贯穿孔76、76，并紧固在中柱加强部件33上，谋求安装刚性的进一步提高。

在上部车身构造20中，如图4所示，隔着车顶侧梁22紧固中柱加强部件33和角撑板25，由此能够谋求中柱21的根基部21a及主体部21b处的强度的提高。换言之，将中柱加强部件33的上端结合在车顶侧梁22上，由此，侧撞载荷直接传递至车顶侧梁22。因此，能够防止中柱21的根基部21a及主体部21b处的折弯。

如图1及图4所示，外侧板28具有：从车室外方覆盖中柱加强件34、中柱加强部件33及中柱内部件32的中柱部81；从车室外方覆盖车顶侧梁22及车顶侧加强件41的车顶侧梁部82；从车室外方覆盖前柱19(图2)的前柱部83；从车室外方覆盖后柱26(图2)的后柱部84；从车室外方覆盖下纵梁27(图2)的下纵梁部85。中柱部81、车顶侧梁部82、前柱部83、后柱部84及下纵梁部85一体地形成。

车顶侧梁部82包括：覆盖车顶侧梁22的倾斜部91；在该倾斜部91的下部向车室12侧延伸的下部延伸部92；在倾斜部91的上部向下方延伸的上部延伸部93；从该上部延伸部93向车宽方向内侧延伸的梁凸缘部94。

上部延伸部93及梁凸缘部94与车顶板24的折弯部72及端部凸缘73一起构成槽部(mohican槽)31的一部分。

详细地，在中柱21部分中，槽部31的底面由车顶板24(端部凸缘73)、车顶拱形件23(舌片59)、外侧板28(梁凸缘部94)、车顶侧加强件41(上凸缘44)及车顶侧梁22(上凸缘42)构成。槽部31的外壁由外侧板28(上部延伸部93)构成。而且，槽部31的内壁由车顶板24(折弯部72)构成。

如图10所示，中柱加强部件33的上端穿过车顶侧加强件41的开口48，将角撑板25的一端25a连接在车顶拱形件23上，将角撑板25的另一端25b经由车顶侧梁22连接在中柱加强部件33的上端，从而形成向角撑板25的载荷传递路径A。

另外，如图5及图10所示，在中柱加强部件33的外侧设置中柱加强件34及车顶侧加强件41，在车顶侧梁22及车顶侧加强件41的上凸缘42、44的车顶拱形件23的焊接固定部分上，设置用于载置车顶拱形件23的舌片59的层差部42a、44a(图3)，将中柱加强件34的上端结合部36在车身前后方向上扩大，并与车顶侧加强件41重叠，由此形成载荷传递路径B。这样，通过将上端结合部36在车身前后方向上扩大，例如，能够不使用隔板(隔壁)等地防止载荷传递路径B方向的截面压溃。

上部车身构造20中，在中柱加强部件33的外侧设置中柱加强件34及车顶侧加强件41，在车顶侧梁22及车顶侧加强件41的上凸缘42、44的车顶拱形件23的焊接固定部分上，设置用于载置车顶拱形件23的舌片59的层差部42a、44a，从而使车顶侧梁22及车顶侧加强件41的弯曲刚性提高。

载荷传递路径A和载荷传递路径B相互补充。通过载荷传递路径A、B的相乘效果，在载荷传递路径B侧，能够减薄车顶侧加强件41及车顶侧梁22的板厚。另外，通过减少由车顶侧加强件41及车顶侧梁22构成的车顶侧截面39侧的载荷分担，由此，能够使车顶侧截面39小型化从而扩大室内空间。在载荷传递路径A侧，能够使用小型的角撑板25，能够谋求车身重量的轻量化。

如图4所示，上部车身构造20具有形成在外侧板28和车顶板24之间的槽部31。

上部车身构造20中，使中柱加强件34的上端与车顶侧加强件41重合，以槽部31将该车顶侧加强件41与车顶拱形件23结合，将中柱加强件34的内侧的中柱加强部件33的上端在槽部31的下方与角撑板25的另一端25b结合，该角撑板25的一端25a连结在车顶拱形件23上，因此，能够将朝向中柱21的侧撞载荷分割成从中柱加强件34经车顶侧加强件41流向车顶拱形件23的路径(载荷传递路径B)和从中柱加强部件33经角撑板25流向车顶拱形件23的路径(载荷传递路径A)两部分。

因此，通过减少以车顶侧加强件34作为构成要件的车顶侧截面39侧的载荷分担，由此，能够将朝向中柱21的侧撞载荷分割成两个路径，由此，在中柱21的上部的根基部21a处能够使截面最小，而且，能够使中柱21部分的板厚的最适化，而且，能够抑制中柱21的根基部21a处的截面压溃。

如上所述，上部车身构造20具有：沿车身高度方向延伸的中柱21；连接在该中柱21的上端，沿车身前后方向延伸的车顶侧梁22；在中柱21的位置上从车顶侧梁22沿车宽方向延伸的车顶拱形件23；在该车顶拱形件23的上方从车顶侧梁22沿车宽方向延伸的车顶板24；对车顶拱形件23及车顶侧梁22之间进行加强的角撑板25。中柱21具有：上端结合在车顶侧梁22上的中柱内部件32；与该中柱内部件32相比设在车宽方向外侧的中柱加强部件33。由车顶侧梁22和车顶侧加强件41形成中空截面框架。该车顶侧加强件41具有供中柱加强部件33的上端穿过的开口48。角撑板25的一端25a连接在车顶拱形件23上，角撑板25的另一端25b连接在车顶侧梁22及中柱加强部件33上。

即，如图10所示，中柱加强部件33的上端潜入车顶侧加强件41的开口48，角撑板25的一端25a连接在车顶拱形件23上，角撑板25的另一端25b连接在车顶侧梁22及中柱加强部件33上，由此，能够对从中柱21朝向车顶侧梁22的载荷传递路径A进行强化。由此，能够抑制中柱21的根基部21a处的截面压溃。另外，通过减少以车顶侧加强件34作为构成要件的车顶侧截面39侧的载荷分担，能够使车顶侧截面39小型化从而扩大室内空间。

在上部车身构造20中，如图7所示，车顶拱形件23的车顶拱形件主体51，具有在车宽方向上延伸的凹部状的底部54，在该底部54上设置向下方开放的帽形截面的上车顶拱形件52，并在车宽方向上形成连续的闭合截面。因此，如图4所示，虽然没有在槽部31中强化车顶拱形件23和车顶侧加强件41的结合，但能够通过连续闭合截面牢固地承受车顶侧加强件41。其结果是，能够谋求车身11(图1)的轻量化。角撑板25在上部具有形成在左右的加强筋77、77间的隆起部79。角撑板25相对于车顶拱形件23在闭合截面部分通过隆起部79结合。而且，如图9所示，角撑板25在其下部具有左右的加强筋部77、77合流成一根而形成的左右的平坦部25c、25c。该平坦部25c、25c结合在中柱加强部件33的上端，由此，角撑板25结合在中柱加强部件33的上端。

角撑板25，如图6所示，沿车宽方向具有加强筋77、77，并且，是弯曲的板材，因此，向室内侧的突出少。其结果是，能够谋求车室12(图1)的扩大。

角撑板25，在由一对L字形状的部件构成的车顶侧梁22上，或者沿由单一的U字形状的部件构成的车顶侧梁22固定，因此，能够在宽范围内支承车顶侧梁22。由此，能够谋求车身刚性的提高。

此外，本发明的上部车身构造，如图4所示，车顶侧梁22由沿车身前后方向延伸的L字形状的部件构成，但并不限于此，还可以是由单一的U字形状的部件构成的部件。

如图6所示，示出了角撑板25沿长度方向具有加强筋77、77的例子，但并不限于此，还可以沿长度方向设置层差部或凸缘。

如图5及图6所示，示出了设有载置车顶拱形件23的舌片59的层差部42a、44a的例子，但并不限于此，层差部42a、44a还可以是加强筋。另外，还可以是并用层差部及加强筋的结构。

工业实用性

本发明的车身上部构造，适用于小客车(sedan)、四轮货车(wagon)等的乘用车。

附图标记的说明

10...车辆，20...车身上部构造，22...车顶侧梁，23...车顶拱形件，24...车顶板，25...角撑板，25a...一端，25b...另一端，28...外侧板，31...槽部，33...中柱加强部件，34...中柱加强件，41...车顶侧加强件，54...底部，77...加强筋。

Claims (9)

1.一种上部车身构造，具有在外侧板与车顶板之间以沿车身前后方向延伸的方式形成的槽部，其特征在于，具有：

被所述外侧板覆盖、在车辆的上下方向上延伸的中柱加强件；

在车身前后方向上延伸、供所述中柱加强件的上端重合的车顶侧加强件；

在所述槽部部分结合有所述车顶侧加强件的车顶拱形件；

与所述中柱加强件相比配置在车宽方向内侧的中柱加强部件；

角撑板，其具有连结在所述车顶拱形件上的一端、和在所述槽部的下方隔着车顶侧梁与所述中柱加强部件的上端结合的另一端。

2.如权利要求1所述的上部车身构造，其特征在于，所述车顶拱形件包括：具有底部并呈向上方开放的帽形截面的车顶拱形件主体；在所述底部上向下开放的帽形截面的加强部件，由所述车顶拱形件主体和所述加强部件形成在车宽方向上连续的闭合截面。

3.如权利要求1所述的上部车身构造，其特征在于，所述角撑板具有沿车宽方向的加强筋，并且是弯曲板材。

4.如权利要求1所述的上部车身构造，其特征在于，所述角撑板沿所述车顶侧梁固定，所述车顶侧梁由一对L字形状的部件或单一的U字形状的部件构成。

5.如权利要求1所述的上部车身构造，其特征在于，所述车顶侧加强件具有开口，该开口形成为使所述中柱加强部件的上端能够潜入从而与所述车顶侧梁抵接，所述中柱加强部件的所述上端与所述角撑板的所述另一端一起通过螺栓而紧固在所述车顶侧梁上。

6.如权利要求1所述的上部车身构造，其特征在于，所述中柱加强件，在其上端具有以沿所述车顶侧加强件的上表面及侧面的方式形成的上端结合部，所述上端结合部的车身前后方向的宽度与所述车顶拱形件的车身前后方向的宽度相比形成得宽。

7.如权利要求2所述的上部车身构造，其特征在于，所述车顶拱形件主体具有与所述槽部的底壁一体地接合在所述车顶侧加强件上的舌片。

8.如权利要求2所述的上部车身构造，其特征在于，所述角撑板在其上部具有形成在左右的所述加强筋间的隆起部，所述隆起部在所述车顶拱形件的所述闭合截面部分中被结合。

9.如权利要求8所述的上部车身构造，其特征在于，所述左右的加强筋在所述角撑板的下部合流成一根并在所述下部的左右形成有平坦部，所述平坦部结合在所述中柱加强部件(33)的上端。

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