JP4062235B2 - 自動車のルーフ構造 - Google Patents

Description

本発明は自動車のルーフ構造、特にルーフパネルとこれを補強するルーフリィンフォースメントとをドリップチャンネルを介してルーフサイドレールに結合するルーフ構造に関する。

図４および図５に示すように、一般にワゴン車等の自動車のルーフは、ルーフパネル１の内面に、前後方向に所定の間隔をおいて、車幅方向に帯状に延びる複数のルーフリィンフォースメント２を配設して補強することがなされている。そして、ルーフパネル１および各ルーフリィンフォースメント２は、前後方向に延びるアウタパネル３ａとインナパネル３ｂとからなる閉断面のルーフサイドレール３の外面に沿って溶接結合された断面溝形のドリップチャンネル４の溝内面に、ルーフパネル１の側縁フランジ１０とルーフリィンフォースメント２の端末フランジ２０とを上下に重ね合わせて一体に溶接結合されている。各ルーフリィンフォースメント２間では、ルーフパネル１の側縁フランジ１０はドリップチャンネル４の溝内面に直接溶接されている。

ところで上記構造では、ドリップチャンネル４は前後方向全長にわたってルーフサイドレール３に結合されているので結合強度が充分確保されているが、ルーフパネル１とドリップチャンネル４との結合部では、前後方向に間隔をおいて各ルーフリィンフォースメント２を一体結合した結合部が点在しており、これらの結合部では、車体に捩じれ荷重が作用したときに応力が集中しやすく、結合強度が充分とはいえない。特に、車体の側面の前後中間位置に設けられたドア開口９の前縁および後縁に位置する中間ピラー８とルーフサイドレール３との交差部付近では結合部に応力集中が生じやすい。ハイルーフ仕様のワゴン車ではこの傾向が特に強い。

そこで、下記特許文献１には、中間ピラーとルーフサイドレールとの交差部での結合強度を強化する構造が提案されている。図６に示すように、上記交差部では、ルーフサイドレール３のアウタパネル３ａと中間ピラー８とが一体に形成され、中間ピラー８の内部に設けられたピラーリィンフォースメント８１の上端をルーフサイドレール３と結合するとともに、ルーフサイドレール３のアウタパネル３ａとインナパネル３ｂとが分離された上部開口から車室側斜め上方へ突出するアッパリィンフォースメント７を設け、該アッパリィンフォースメント７を介してピラーリィンフォースメント８１とルーフリィンフォースメント２とを結合し、これによりルーフリィンフォースメント２とドリップチャンネル４との結合部の応力集中を緩和するようにしている。尚、図６は標準ルーフ車にアッパリィンフォースメント７を設けた構造を示す。
特開平９−２０２６６号公報

しかしながら、この従来構造では、ルーフサイドレール３と中間ピラー８との交差部のルーフリィンフォースメント２の結合部の応力集中は緩和できるものの、交差部以外のルーフリィンフォースメント２の結合部の応力集中は緩和されない。また、ハイルーフ仕様車では、ルーフサイドレール３から車室内上方へ延びるアッパリィンフォースメント７が長くなるので、アッパリィンフォースメント７による補強効果が充分に発揮されない。更に、アッパリィンフォースメント７がルーフサイドレール３よりも車室側へ張り出すので、車室上部の空間が制約され、車室側壁寄りに座った乗員のヘッドクリアランスが小さくなる。

そこで本発明は、車室上部の空間を制約することなく、複数のルーフリィンフォースメントとドリップチャンネルとの結合部の応力集中を緩和して、ルーフパネルとドリップチャンネルとの結合力を全体的に効率よく強化することができる自動車のルーフ構造を提供することを課題としてなされたものである。

本発明は、車体の前後方向に延びる左右のルーフサイドレールにはそれぞれ、長手方向に沿ってドリップチャンネルが結合され、ルーフパネルは左右の側壁部の高さが高く形成され、その内面に沿って車幅方向に延びる複数のルーフリィンフォースメントが前後方向に所定の間隔をおいて設けられ、上記ルーフパネルの左右の側壁部の下縁および上記ルーフリィンフォースメントの左右の側端部が上記ドリップチャンネルに結合された自動車のルーフ構造において、上記ルーフパネルの側壁部の内面に沿うように前後方向に延びる縦板状のルーフインナパネルを設け、該ルーフインナパネルに上記複数のルーフリィンフォースメントの少なくとも一部の、前後相隣れる複数のルーフリィンフォースメントの側端部をそれぞれ結合し、上記ルーフパネルの側壁部の下縁と上記ルーフインナパネルの下縁とを一体にドリップチャンネルに結合せしめる（請求項１）。前後相隣れる複数のルーフリィンフォースメントはこれらの側端部を結合した共通のルーフインナパネルを介してドリップチャンネルに結合するようにしたので、結合部への応力集中が緩和され、各ルーフリィンフォースメントとドリップチャンネルとの結合力を強化することができる。また、ルーフインナパネルはルーフパネルに沿って設けられるので、車室内へ突出せず、車室上部の空間が制約されない。

車体側面に設けられたドア開口の前縁または後縁に位置するピラーと上記ルーフサイドレールとの交差部の付近に上記ルーフリィンフォースメントを配設し、少なくとも上記交差部に配設したルーフリィンフォースメントの側端部と、該ルーフリィンフォースメントの前後に位置する別のルーフリィンフォースメントの側端部を上記ルーフインナパネルに結合せしめる（請求項２）。特に応力集中が発生しやすいルーフサイドレールとピラーとの交差部でルーフリィンフォースメントとドリップチャンネルの結合部の応力集中を緩和して結合強度を強化することができる。

本発明によれば、車室上部の空間を制約することなく、ルーフリィンフォースメントで補強された部位のルーフパネルとドリップチャンネルとの結合部の応力集中を緩和し、全体的にルーフパネルとドリップチャンネルとの結合力を強化することができる。

図４に示すハイルーフ仕様のワンゴ車等では、ルーフパネル１の内面に、前後方向に所定の間隔をおいて複数本のルーフリィンフォースメント２を設けてルーフパネル１を補強するようにしている。以下、図１ないし図３に基づいて、車体側面のドア開口９の後縁の中間ピラー８とルーフサイドレール３との交差部およびその前後位置に設けられた複数のリィンフォースメント２をドリップチャンネル４を介してルーフサイドレール３に結合する構造を中心に本発明の実施形態を説明する。尚、ルーフの左右両側の結合構造は同一で、一方の結合構造のみを説明する。

図１ないし図３に示すように、ルーフパネル１の側端部は、ほぼ水平な一般部から下方へ屈曲する側壁部１１を設けた断面ほぼＬ字形に形成してある。ハイルーフ仕様車では側壁部１１の高さ寸法が高くしてある。そして、側壁部１１の下縁には車外側へほぼ水平に屈折せしめた側縁フランジ１０が形成してある。

ルーフパネル１の内面には、前後方向に所定の間隔をおいて車幅方向に延びる複数の帯状のルーフリィンフォースメント２が設けてある。ルーフリィンフォースメント２は前後両側にフランジ部２１を備えた断面ほぼ逆ハット形のレール体で、車幅方向の側端部はルーフパネル１の側壁部１１に対応して下方へ向けて屈曲してある。尚、側端部は、屈曲部側から端末方向に向けて断面形状が逆ハット形からほぼ平坦となるように、両側のフランジ部２１と底壁２２との段差が漸次低くなっている。

ルーフリィンフォースメント２はほぼ水平な一般部の前後両側のフランジ部２１を、マスチックシーラ等の構造接着剤によりルーフパネル１の一般部内面に接着してある。

ルーフサイドレール３と中間ピラー８との交差部と、その前後位置に配設した計３本のリィンフォースメント２の側端部には、ルーフパネル１の側壁部１１の内面に沿って前後方向に延びる縦板状のルーフインナパネル５が設けてある。ルーフインナパネル５の高さ寸法はルーフパネル１の側壁部１１よりも小さくしてあり、下縁には車外側へ向けて屈折せしめた端縁フランジ５０が形成してある。

ルーフインナパネル５の内面には、前端部、前後中央部および後端部にそれぞれ、前後相隣れる３本のルーフリィンフォースメント２の各側端部が、それらの前後両側のフランジ部２１を重ね合わせて溶接結合してある。各ルーフリィンフォースメント２を結合したルーフインナパネル５の前端部、中央部および後端部はそれぞれ、高さ寸法が高くしてあり、各ルーフリィンフォースメント２との結合面を大きくしている。そしてルーフインナパネル５の端縁フランジ５０はルーフパネル１の側縁フランジ１０の下面に重ね合わせてある。

ルーフパネル１、各ルーフリィンフォースメント２およびルーフインナパネル５を組付ける場合、予めルーフリィンフォースメント２とルーフインナパネル５を結合しておき、その後、ルーフリィンフォースメント２をルーフパネル１の内面に接着して、ルーフパネル１、各ルーフリィンフォースメント２およびルーフインナパネル５を組付けたルーフアッセンブリーを構成する。

ルーフサイドレール３は、アウタパネル３ａとインナパネル３ｂとからなる閉断面構造で車両前後方向に延設してある。ルーフサイドレール３には所定の位置に、Ｔ字形に交差するように中間ピラー８の上端が結合してある。ルーフサイドレール３にはその車外側の側面に、長手方向全長にわたって延びるドリップチャンネル４が設けてある。ドリップチャンネル４は上方へ向けて開口する浅い断面ほぼコ字形の長尺体で、一方の側壁面をルーフサイドレール３の外側面に重ね合わせて溶接結合してある。

そしてドリップチャンネル４には、その溝内の底壁の上面に、上下に重ね合わせたルーフパネル１の側縁フランジ１０とルーフインナパネル５の端縁フランジ５０とを上方より重ね合わせて三者を一体に溶接結合して、上記ルーフアッセンブリーはドリップチャンネル４を介してルーフサイドレール３と結合してある。

ハイルーフ仕様のワゴン車等では、車体に捩じれ荷重等が作用したときに、ルーフパネル１とドリップチャンネル４との結合部のうちルーフリィンフォースメント２で補強された部位に応力が集中しやすく、特にルーフサイドレール３と中間ピラー８との交差部のルーフリィンフォースメント２の補強部に応力集中が生じやすい。そこで本実施形態では複数のルーフリィンフォースメント２を、前後方向に延びるルーフインナパネル５に結合し、該ルーフインナパネル５を介して一体に広い連続面でドリップチャンネル４に結合せしめたので、上記応力集中がルーフインナパネル５の広い範囲に分散されて緩和されるので、その結果、ルーフパネル１とドリップチャンネル４との結合強度を全体的に効率よく強化することができる。

また、ルーフインナパネル５はルーフパネル１の側壁部１１内面に沿う縦板で構成したので、ルーフサイドレール３よりも車室側へ突出せず、車室の上部空間を制約しない。

上述の実施形態では、車体側面のドア開口９の後縁の中間ピラー８とルーフサイドレール３との交差部とその前後位置の複数のルーフリィンフォースメント２をルーフインナパネル２により一体に結合するようにしたが、同時に、図４に示す、ドア開口９の前縁の中間ピラー８とルーフサイドレール３との交差部とその前方位置の複数のルーフリィンフォースメント２の側端部にルーフインナパネルを設け、これにより両ルーフリィンフォースメント２を一体にドリップチャンネル４に結合するようにしてもよい。

尚、ルーフパネル１の側端部の内面にその前後方向全長にわたってルーフインナパネルを設け、これに全てのルーフリィンフォースメントを結合してドリップチャンネル４に結合するようにしてもよいが、ルーフインナパネルが大型となって重量およびコストが増加するので、特に応力集中が生じやすい結合部を中心にインナパネルを設けることで充分に結合強度を確保できる。また、本発明はハイルーフ車に限らず、標準ルーフ車に適用してもよい。

図１（Ａ）は本発明の自動車のルーフ構造を示す要部斜視図、図１（Ｂ）は図１（Ａ）のＩＢ−ＩＢ線に沿う断面図である。 図１（Ａ）に対応する分解斜視図である。 図１（Ｂ）のIII −III 線に沿う断面図である。 ハイルーフ仕様のワゴン車の側面図である。 従来のルーフ構造を示す、図４のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。 他の従来構造を示すの断面図である。

符号の説明

１ ルーフパネル
１１ 側壁部
２ ルーフリィンフォースメント
３ ルーフサイドレール
４ ドリップチャンネル
５ ルーフインナパネル
８ ピラー（中間ピラー）
９ ドア開口

Claims (2)

1. 車体の前後方向に延びる左右のルーフサイドレールにはそれぞれ、長手方向に沿ってドリップチャンネルが結合され、ルーフパネルは左右の側壁部の高さが高く形成され、その内面に沿って車幅方向に延びる複数のルーフリィンフォースメントが前後方向に所定の間隔をおいて設けられ、上記ルーフパネルの左右の側壁部の下縁および上記ルーフリィンフォースメントの左右の側端部が上記ドリップチャンネルに結合された自動車のルーフ構造において、
   上記ルーフパネルの側壁部の内面に沿うように前後方向に延びる縦板状のルーフインナパネルを設け、該ルーフインナパネルに上記複数のルーフリィンフォースメントの少なくとも一部の、前後相隣れる複数のルーフリィンフォースメントの側端部をそれぞれ結合し、上記ルーフパネルの側壁部の下縁と上記ルーフインナパネルの下縁とを一体にドリップチャンネルに結合したことを特徴とする自動車のルーフ構造。
2. 車体側面に設けられたドア開口の前縁または後縁に位置するピラーと上記ルーフサイドレールとの交差部の付近に上記ルーフリィンフォースメントを配設し、少なくとも、上記交差部に配設したルーフリィンフォースメントの側端部と、該ルーフリィンフォースメントの前後に位置する別のルーフリィンフォースメントの側端部を上記ルーフインナパネルに結合せしめた請求項１に記載の自動車のルーフ構造。
   

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