JP5728833B2 - 車両の側面上部構造 - Google Patents

Description

本発明は、車両の側面の上部を構成する側面上部構造に関するものである。

車両の側面には、ルーフ（屋根）を支える複数のピラー（支柱）が設けられている。各ピラーは車両前方側からフロントピラー、センタピラー、リアピラーと呼ばれていて、各ピラーの上部は車両の前後方向に延びるルーフサイドレールに接続されている。これらピラーおよびルーフサイドレールにはルーフを支えるための剛性が必要となるため、補強部材によって補強されている。これらの部材によって車両の側面上部における骨格が形成されている。

上記の各部材は、車両のアウタパネルと同じく、板金をプレス加工することにより成形されている。このようなプレス加工には、従来から製造コストを抑えるための様々な手段が検討されている。例えば特許文献１には、クォータパネルを除いたアウタパネルの複数の部位を一体的にプレス成形したサイドメンバが開示されている。特許文献１では、クォータパネルの部分以外のサイドメンバは異なる車型に流用することができるため、プレス成形用の金型への投資額を少なくできるとされている。

特開平８−２５８７４０号公報

現在では、前述のルーフサイドレールや補強部材等の各部材を成形する際においても、コスト削減が要請されている。ここで、特許文献１に記載のサイドメンバのように、ルーフサイドレールや補強部材等もそれぞれ部材単位でプレス成形すれば金型数や工程数は増えず、製造コストの削減にも資するとも思われる。しかし、例えば補強部材はフロントピラーとルーフサイドレールにまたがって設置される、全体がへの字形状の長尺かつ大型の部材である。このような形状の補強部材をそのままプレス成形してしまっては、材料である板金に端材や残材が多く発生し、材料歩留まりが低下して製造コストに対する材料費率が上昇するおそれがある。

本発明は、このような課題に鑑み、材料費率を低下させて製造コストを抑えることが可能な車両の側面上部構造を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明にかかる車両の側面上部構造は、車両の側面の上部に設けられる側面上部構造であって、車両のルーフに沿ってフロントピラーからセンタピラーの上方を通過して車両後方へ略水平に延びるルーフサイドレールと、フロントピラーおよびルーフサイドレールの車外側にフロントピラーおよびルーフサイドレールに沿って取り付けられ、フロントピラーおよびルーフサイドレールを補強する補強部材とを備え、補強部材は板金から成形される部材であって、フロントピラーからルーフサイドレールのセンタピラーよりも車両前方の領域にわたって取り付けられる前部補強部材と、ルーフサイドレールの前部補強部材からセンタピラーよりも車両後方の領域に取り付けられる後部補強部材とに別々に成形されることを特徴とする。

上記構成によれば、補強部材を分割してプレス成形することで、補強部材を単体で成形（一体成形）する場合よりも成形する目的物の形状を小型化かつ単純化することができる。したがって板金上にレイアウトしやすくなり、材料歩留まりを向上させることが可能である。これにより、材料費率を低下させて製造コストを抑えることが可能となる。

また、補強部材の全体は車両の形状に合わせて成形する必要があるが、前部補強部材が設置されるフロントピラーの部分は、例えば同一車種における３ドアタイプと５ドアタイプとで共通する部分である。したがって、前部補強部材を３ドアタイプと５ドアタイプとの間で共通化し、これによっても製造コストを抑えることが可能となる。

本発明の思想は、従来、一体成形することが当然と考えられてきた補強部材を、敢えて別々に成形したことである。特に３ドアタイプの場合、補強部材も小型であり、一体成形することが容易であったため、当然のように一体成形されてきた。本発明では、一体成形していたものを別々に成形するので、同一車両だけに着目すれば部品点数は増加してしまう。しかしそれをすることで、上記のように材料歩留まりが格段に向上する。また、３ドアタイプ・５ドアタイプという異なる車両間での部品の共通化という大きな効果も得られる。

上記の前部補強部材は、後部補強部材よりも厚みを有するとよい。例えば、前部補強部材を後部補強部材に用いる板金よりも板厚の厚い板金から成形する。これにより、走行中に荷重を受けやすい側面上部構造の車両前部側をより的確に補強することが可能となる。

上記のルーフサイドレールは板金から成形される部材であって、センタピラーの上方で区分される、車両前方側の領域にわたる前部サイドレールと、車両後方側の領域にわたる後部サイドレールとに別々に成形されるとよい。

上記のルーフサイドレールにおいても、分割して成形することでプレス成形の目的物を小型化させることができる。これにより、板金上にレイアウトしやすくなり、材料歩留まりを向上させて材料費率を低下させ、コスト削減に資することが可能となる。

前部サイドレールは、後部サイドレールよりも厚みを有するとよい。例えば、前部サイドレールを後部サイドレールに用いる板金よりも板厚の厚い板金を用いて成形する。これにより、走行中に荷重を受けやすい車両前方側の剛性を向上させることが可能となる。

上記のセンタピラーの車外側にセンタピラーに沿って取り付けられるセンタピラー補強部材をさらに備え、センタピラー補強部材は、後部補強部材の車体上下方向の中央付近に接合されるとよい。

従来のセンタピラー補強部材は、ルーフサイドレールの車体上下方向の上端において他の複数の部材とともにスポット溶接等で接合していた。しかし、複数の部材同士を同時に接合させるためには熟練した作業が必要となってしまう。そこで、上記構成では、センタピラー補強部材は、ルーフサイドレールの中央付近に接合することで、ルーフサイドレールの上端において接合させる部材の数を減らして作業効率を向上させている。

上記のセンタピラー補強部材は、前部サイドレールと重なる領域および後部サイドレールと重なる領域のそれぞれに開口部を有し、前部サイドレール、センタピラーおよび後部補強部材は、あるいは後部サイドレール、センタピラーおよび後部補強部材は、開口部を利用したスポット溶接により接合されるとよい。

上記構成によれば、各部材をスポット溶接により的確に接合することが可能となる。またセンタピラー補強部材に開口部を設けることでスポット溶接が行いやすくなり、作業効率が向上する。

上記構成によれば、材料費率を低下させて製造コストを抑えることが可能な車両の側面上部構造を提供することがとなる。

本実施形態にかかる側面上部構造を示す図である。 図１の側面上部構造の分解図である。 本実施形態にかかる側面上部構造と従来の側面上部構造とを比較する図である。 板金上における補強部材のプレス金型のレイアウトを示す図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

図１は、本実施形態にかかる側面上部構造１００を示す図である。図１では、側面上部構造１００を適用する車両として、３ドアタイプの車両１０２を例示している。また、図１では車両１０２のアウタパネルを透過させて表示している。側面上部構造１００は、アウタパネルよりも車内側に設けられる構造である。側面上部構造１００は、フロントピラー１０４とセンタピラー１０６とを含んだ領域に備えられ、ルーフ（屋根）を支える骨格を形成する。

図２は、図１の側面上部構造１００の分解図である。図２に示すように、フロントピラー１０４（図１参照）の車内側はフロントピラーインナ１０８が主要な部材となって構成されていて、センタピラーの車内側はセンタピラーインナ１１０が主要な部材となって構成されている。

フロントピラーインナ１０８の車両後方には、ルーフサイドレール１１２が車両１０２のルーフに沿って設置される。ルーフサイドレール１１２は板金から成形されていて、フロントピラーインナ１０８からセンタピラーインナ１１０の上方を通過して車両後方へ略水平に延びる長尺な部材である。ルーフサイドレール１１２は、フロントピラーインナ１０８およびセンタピラーインナ１１０と溶接およびボルト締結によって接合する。

ルーフサイドレール１１２はプレス成形時に、車両前方側にわたる領域と車両後方側にわたる領域との２つの部位に分割して別々に成形される。２つの部位は、車両前方側が前部サイドレール１１４と、車両後方側が後部サイドレール１１６となっている。車両１０２への設置時においては、前部サイドレール１１４と後部サイドレール１１６とは互いに接合される。

前部サイドレール１１４が設置される車両前方側は、走行中において後部サイドレール１１６が設置される車両後部側よりも荷重を受けやすい位置である。そのため、前部サイドレール１１４は後部サイドレール１１６よりも厚みを有するとよい。例えば、前部サイドレール１１４を後部サイドレール１１６に用いる板金よりも板厚の厚い板金を用いて成形する。これにより、前部サイドレール１１４の剛性は向上し、車両前方側の剛性が確保される。

ルーフサイドレール１１２上において、前部サイドレール１１４と後部サイドレール１１６との区分は、センタピラー１０６（センタピラーインナ１１０）の上方でなされている。この位置であれば、センタピラーインナ１１０および後述するセンタピラー補強部材１２０が、前部サイドレール１１４および後部サイドレール１１６にまたいで接合するため、前部サイドレール１１４と後部サイドレール１１６との接合箇所がより強固になる。

前部サイドレール１１４および後部サイドレール１１６は、センタピラーインナ１１０と重なる領域Ｓ１、Ｓ２がそれぞれセンタピラーインナ１１０の上端の形状に合わせて切り欠かれている。これにより、前部サイドレール１１４および後部サイドレール１１６とセンタピラーインナ１１０とが組付けやすくなり、かつ軽量化および材料である板金の節約が可能となる。

補強部材１２０は板金から成形される部材であって、フロントピラーインナ１０８およびルーフサイドレール１１２の車外側に取り付けられる長尺でへの字形状の部材である。補強部材１２０の形状はフロントピラーインナ１０８およびルーフサイドレール１１２に沿っていて、補強部材１２０を取り付けることで、フロントピラーインナ１０８およびルーフサイドレール１１２は補強される。

補強部材１２０はプレス成形時に、車両前方側の前部補強部材１２２と、車両後方側の後部補強部材１２４との２つの部位に分割して別々に成形される。前部補強部材１２２は、フロントピラーインナ１０８からルーフサイドレール１１２のセンタピラー１０６よりも車両前方の領域にわたって取り付けられる部分である。フロントピラーインナ１０８と前部サイドレール１１４との接合箇所は、前部補強部材１２２によって覆われて補強される。後部補強部材１２４は、ルーフサイドレール１１２の前部補強部材１２２からセンタピラー１０６よりも車両後方の領域に取り付けられる部分である。前部サイドレール１１４と後部サイドレール１１６との接合箇所は、後部補強部材１２４によって覆われて補強される。車両１０２への設置時においては、前部補強部材１２２と後部補強部材１２４とは互いに接合される。

補強部材１２０の全体は車両１０２の形状に合わせて成形する必要があるが、前部補強部材１２２が設置されるセンタピラー１０６より車両前方側の範囲の形状は、例えば同一車種における３ドアタイプと５ドアタイプとで共通する形状である。したがって上記構成では、補強部材１２０を前部補強部材１２２と後部補強部材１２４とに区分する際、フロントピラーインナ１０８よりも車両後方かつセンタピラーインナ１１０よりも車両前方の位置で区分している。この位置での区分により、前部補強部材１２２を３ドアタイプと５ドアタイプとの間で共通化することができる。これによっても製造コストを抑えることが可能となる。

前部補強部材１２２が設置されるフロントピラー１０４付近は、走行中に荷重を受けやすい箇所である。そのため、前部補強部材１２２は、後部補強部材１２４よりも厚みを有するとよい。例えば、前部補強部材１２２を後部補強部材１２４に用いる板金よりも板厚の厚い板金から成形する。これにより前部補強部材１２２によって、走行中に荷重を受けやすい側面上部構造１００の車両前部側をより的確に補強することが可能となる。

後部補強部材１２４は、センタピラーインナ１１０と重なる領域Ｓ３、Ｓ４がそれぞれセンタピラーインナ１１０の上端の形状に合わせて切り欠かれている。これによりセンタピラーインナ１１０が組付けやすくなり、かつ軽量化および材料である板金の節約が可能となる。

上記説明したように、ルーフサイドレール１１２および補強部材１２０は、それぞれ車両前方側と車両後方側とに分割して別々に形成される。そのため、例えば補強部材１２０では、前部補強部材１２２のように片側の部分のみを板厚の厚い板金で形成することが可能となっている。これによれば、荷重を受けやすい箇所の剛性を無駄なく的確に向上させることが可能である。この構成であれば、材料コストや車体重量を無闇に増大させるおそれがない。

本実施形態にかかる側面上部構造１００では、センタピラーインナ１１０の車外側には、センタピラー補強部材１２６が備えられる。センタピラー補強部材１２６はセンタピラーインナ１１０に沿って取り付けられ、センタピラーインナ１１０を補強する。

図３は、本実施形態にかかる側面上部構造１００と従来の側面上部構造１０とを比較する図である。図３（ａ）は、図２のセンタピラー補強部材１２６のＡ−Ａ断面図に対応し、このＡ−Ａ断面の位置に対応してその他の部材の断面も例示している。図３（ｂ）は、図３（ａ）に対応している。なお、アウタパネルは透過させて表示している。

図３（ｂ）に示すように、従来の側面上部構造１０のセンタピラー補強部材１８は、ルーフサイドレール１４の車体上下方向の上端Ｐ１において、アウタパネルおよび補強部材１６とともにスポット溶接等で接合していた。しかし、複数の部材同士を同時に接合させるためには熟練した作業が必要となってしまう。そこで、図３（ａ）に示すように、センタピラー補強部材１２６は、後部補強部材１２４の車体上下方向の中央付近Ｐ２に接合している。このように、本実施形態では、ルーフサイドレール１１２の上端Ｐ３において接合させる部材の数を減らして作業効率を向上させている。また、センタピラー補強部材１２６の上端は従来のセンタピラー補強部材１８よりも短くなるため、軽量化および材料の節約に資することができる。

再び図２を参照する。センタピラー補強部材１２６は、上部に開口部１３０、１３２を有している。開口部１３０は前部サイドレール１１４と重なる領域に設けられていて、開口部１３２は後部サイドレール１１６と重なる領域に設けられている。

図３（ａ）に示すように、前部サイドレール１１４、センタピラーインナ１１０および後部補強部材１２４は、位置Ｐ４において開口部１３０を利用したスポット溶接により接合される。スポット溶接によれば、各部材をより的確に接合することが可能である。また、図３（ｂ）と比較して、図３（ａ）ではサイドピラー補強部材１２６に開口部１３０を設けることで、サイドピラー補強部材１２６をルーフサイドレール１１２に接合させた後であってもスポット溶接が行いやすくなり、作業効率が向上する。

上記開口部１３０と同様に、図２に示す開口部１３２を利用したスポット溶接によって後部サイドレール１１６、センタピラーインナ１１０および後部補強部材１２４は接合される。開口部１３０、１３２を利用したスポット溶接により、センタピラーインナ１１０および後部補強部材１２４は、前部サイドレール１１４と後部サイドレール１１６とをまたいで接合される。したがって、前部サイドレール１１４と後部サイドレール１１６との接合がより強固になる。

図４は、板金上における補強部材１２０のプレス金型のレイアウトを示す図である。図４（ａ）は本実施形態にかかる側面上部構造１００の補強部材１２０におけるレイアウトを示し、図４（ｂ）は従来の側面上部構造１０の補強部材１６（図３（ｂ）参照）におけるレイアウトを示している。なお、図３（ｂ）の補強部材１６を車両の側方から見たその形状は、図１の補強部材１２０と略同一であって全体がへの字形状となっている。

図４（ｂ）に示すように、従来の補強部材１６は分割せずに成形していため、金型２２を板金２０上に重複しないようにレイアウトすると、板金２０には端材や残材が少なからず発生してしまう。一方、図４（ａ）に示すように、本実施形態にかかる側面上部構造１００の補強部材１２０は前部補強部材１２２（金型１４２）と後部補強部材１２４（金型１４６）とに分割して別々に形成される。金型１４２および金型１４６はそれぞれ、図４（ｂ）の金型２２よりも小型かつ簡潔な形状であるため、板金１４０、１４４上にレイアウトしやすく、端材や残材の発生を抑えることができる。また本実施形態であれば、同一面積の板金から従来の構成よりも多くの補強部材１２０を成形することが可能になる。

また図２を参照して説明したように、本実施形態ではルーフサイドレール１１２も分割して成形している。したがってルーフサイドレール１１２においても、分割することでその金型が板金上にレイアウトしやすくなり、端材や残材の発生を抑え、かつ一定面積の板金からより多くのルーフサイドレール１１２を成形することが可能である。

これらのように、上記構成によれば、補強部材１２０およびルーフサイドレール１１２を分割してプレス成形することで、補強部材１２０を単体で成形する（一体成形）場合よりも成形する目的物の形状を小型化かつ単純化することができる。したがって板金（板金１４０、１４４）上に金型がレイアウトしやすくなり、材料歩留まりを向上させることが可能である。これにより、材料費率を低下させて製造コストを抑えることが可能となる。

上記説明したように、本実施形態では、従来、一体成形することが当然と考えられてきたルーフサイドレールおよび補強部材を、敢えて別々に成形している。特に３ドアタイプの場合、ルーフサイドレールおよび補強部材も小型であり、一体成形することが容易であったため、当然のように一体成形されてきた。本実施形態では、一体成形していたものを別々に成形するので、同一車両だけに着目すれば部品点数は増加してしまう。しかしそれをすることで、上記のように材料歩留まりが格段に向上する。また、３ドアタイプ・５ドアタイプという異なる車両間での部品の共通化という大きな効果も得られる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

本発明は、車両の側面の上部を構成する側面上部構造として利用することができる。

Ｐ１ …上端
Ｐ２ …中央付近
Ｐ３ …上端
Ｐ４ …位置
１００、１０ …側面上部構造
１０２ …車両
１０４ …フロントピラー
１０６ …センタピラー
１０８ …フロントピラーインナ
１１０ …センタピラーインナ
１１２、１４ …ルーフサイドレール
１１４ …前部サイドレール
１１６ …後部サイドレール
１２０、１６ …補強部材
１２２ …前部補強部材
１２４ …後部補強部材
１２６、１８ …センタピラー補強部材
１３０ …開口部
１３２ …開口部
１４０、１４４、２０ …板金
１４２、１４６、２２ …金型

Claims (6)

1. 車両の側面の上部に設けられる側面上部構造であって、
   前記車両のルーフに沿ってフロントピラーからセンタピラーインナの上方を通過して車両後方へ略水平に延びるルーフサイドレールと、
   前記フロントピラーおよび前記ルーフサイドレールの車外側に該フロントピラーおよび該ルーフサイドレールに沿って取り付けられ、該フロントピラーおよび該ルーフサイドレールを補強する補強部材とを備え、
   前記補強部材は板金から成形される部材であって、前記フロントピラーから前記ルーフサイドレールの前記センタピラーインナよりも車両前方の領域にわたって取り付けられる前部補強部材と、該ルーフサイドレールの該前部補強部材から該センタピラーインナよりも車両後方の領域に取り付けられる後部補強部材とに別々に成形され、
   前記後部補強部材は、前記センタピラーインナと重なる領域に該センタピラーインナの上端の形状に合わせた切欠きを有していることを特徴とする車両の側面上部構造。
2. 前記前部補強部材は、前記後部補強部材よりも厚みを有することを特徴とする請求項１に記載の車両の側面上部構造。
3. 前記ルーフサイドレールは板金から成形される部材であって、前記センタピラーインナの上方で区分される、車両前方側の領域にわたる前部サイドレールと、車両後方側の領域にわたる後部サイドレールとに別々に成形されることを特徴とする請求項１に記載の車両の側面上部構造。
4. 前記前部サイドレールは、前記後部サイドレールよりも厚みを有することを特徴とする請求項３に記載の車両の側面上部構造。
5. 前記センタピラーインナの車外側に該センタピラーインナに沿って取り付けられるセンタピラー補強部材をさらに備え、
   前記センタピラー補強部材は、前記後部補強部材の車体上下方向の中央付近に接合されることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の車両の側面上部構造。
6. 前記センタピラー補強部材は、前記前部サイドレールと重なる領域および前記後部サイドレールと重なる領域のそれぞれに開口部を有し、
   前記前部サイドレール、前記センタピラーインナおよび前記後部補強部材は、あるいは前記後部サイドレール、該センタピラーインナおよび該後部補強部材は、前記開口部を利用したスポット溶接により接合されることを特徴とする請求項５に記載の車両の側面上部構造。

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