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JP2009061982A - バックドア開口部のボディ構造 - Google Patents

バックドア開口部のボディ構造 Download PDF

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Abstract

【課題】バックドア開口部周りに配設されたフレームの上側コーナー部を構成するパネル同士の溶接部に剥離が生じ難くすることができるバックドア開口部のボディ構造を提供する。
【解決手段】バックドア開口部14の上部及び左右両側部に配設されたリヤルーフヘッダ18とDピラー16との結合部である上側コーナー部15において、ルーフサイドインナEXT28の車体外側にDピラーアウタ22を重ねて配設し、これらを車体前後方向にオフセットされたスポット溶接部S1、S2にてスポット溶接する。スポット溶接部S1とスポット溶接部S2との間においては、ルーフサイドインナEXT28上に切り起こしにより形成された打点片28Dと、Dピラーアウタ22の背面に形成された立壁部22Eとをスポット溶接部S3によりスポット溶接する。
【選択図】図4

Description

本発明は、バックドア開口部のボディ構造に関する。
車体を構成する部材同士の溶接部に剥離が生じることを防止することを目的として、溶接部分に入力される荷重がせん断荷重となるように、各部を構成することが提案されている(例えば、特許文献1参照)。
ところで、ステーションワゴンタイプの車体等に備えられるバックドア開口部周りに配設されたフレームの上側コーナー部には、悪路走行時等のサスペンションからの荷重入力に耐え得る強度が要求され、そのために、上記フレームの上側コーナー部を構成するパネル部材同士の溶接部に剥離が生じ難くすることが求められる。
特開平4−66374号公報
本発明は、上記事実を考慮し、バックドア開口部周りに配設されたフレームの上側コーナー部を構成するパネル部材同士の溶接部に剥離が生じ難くすることができるバックドア開口部のボディ構造を提供することを目的とする。
請求項1に記載のバックドア開口部のボディ構造は、バックドア開口部の上側コーナー部の周りに配設された第1パネル部材と、前記第1パネル部材の車体外側に重ねて配設されて、前記第1パネル部材と車体前後方向両側の第1溶接部で路面入力方向に対して剥離方向に溶接され、車体前後方向両側の第1溶接部の間に車体上方向へ立ち上がった立壁部を備える第2パネル部材と、前記立壁部に当接するように配設されて前記立壁部と溶接された第2溶接部と、を有することを特徴とする。
請求項1に記載のバックドア開口部のボディ構造では、バックドア開口部の上側コーナー部の周りにおいて、第1パネル部材の車体外側に第2パネル部材が重ねて配設され、第2パネル部材が、第1パネル部材と車体前後方向両側の第1溶接部で路面入力方向に対して剥離方向に溶接されている。
ここで、前後両側の第1溶接部の間において、車体上方へ立ち上がった立壁部が第2パネル部材に形成され、第2溶接部が立壁部に当接するように配設されており、立壁部と第2溶接部とが溶接されている。
このため、サスペンション等から第1パネル部材や第2パネル部材等に対して、車体上下方向の荷重が入力された場合には、第2溶接部にせん断荷重が入力され、当該第2溶接部からせん断方向へ荷重が伝達されるため、車体前後方向両側の第1溶接部に入力される剥離荷重を抑制できる。
よって、バックドア開口部周りに配設されたフレームの上側コーナー部を構成するパネルである、第1パネル部材と第2パネル部材との溶接部に剥離が生じ難くすることができる。
請求項2に記載のバックドア開口部のボディ構造は、請求項1に記載のバックドア開口部のボディ構造であって、前記第2溶接部を前記第1パネル部材から車体上方へ立設された立片に設けたことを特徴とする。
請求項2に記載のバックドア開口部のボディ構造では、第1パネル部材から車体上方へ立設された立片に設けられた第2溶接部が立壁部と溶接されており、サスペンション等から第1パネル部材や第2パネル部材等に対して、車体上下方向の荷重が入力された場合には、第2溶接部にせん断荷重が入力され、当該第2溶接部からせん断方向へ荷重が伝達されるため、車体前後方向両側の第1溶接部に入力される剥離荷重を抑制できる。
請求項3に記載のバックドア開口部のボディ構造は、請求項1に記載のバックドア開口部のボディ構造であって、前記バックドア開口部の上側コーナー部の周りに配設されて、端部に前記第2溶接部が設けられた第3パネル部材を有することを特徴とする。
請求項3に記載のバックドア開口部のボディ構造では、バックドア開口部の上側コーナー部の周りに配設された第3パネル部材の端部に設けられた第2溶接部が立壁部と溶接されている。
これにより、サスペンション等から第1パネル部材や第2パネル部材等に対して、車体上下方向の荷重が入力された場合には、第3のパネル部材に設けられた第2溶接部にせん断荷重が入力され、当該第2溶接部からせん断方向へ荷重が伝達されるため、上記車体前後方向両側の第1溶接部に入力される剥離荷重を抑制できる。
また、バックドア開口部周りに配設されたフレームの上側コーナー部を構成する第3パネル部材に第2溶接部を設けたことにより、切り起こしや別部材の溶接等による第1パネル部材への第2溶接部の形成が不要となったため、第1パネル部材の製造工程数を低減でき、また、製造を容易化できる。
以上説明したように、本発明によれば、バックドア開口部周りに配設されたフレームの上側コーナー部を構成するパネル同士の溶接部に剥離が生じ難くすることができるバックドア開口部のボディ構造を提供できる。
次に、本発明の開口部構造の一実施形態を図1乃至図12に従って説明する。
なお、図中矢印FRは車体前方方向を、矢印UPは車体上方方向を、矢印INは車幅内側方向を示す。
図1に示すように、本発明の第1実施形態に係るバックドア開口部のボディ構造を備える車体10は、ステーションワゴンタイプとされている。なお、車体後部の左右両側のリヤサスペンションタワー19間をクロスメンバにより補強する場合が多いが、本実施形態の車体10では、そのような補強は行われていない。
車体10の後部には、バックドア(図示省略)により開閉されるバックドア開口部14が設けられている。このバックドア開口部14は、矩形状とされており、その左右上側のコーナー部14A(上側コーナー部)は、Dピラー16の上端部とリヤルーフヘッダ18の左右両端部との結合部(以下、上側コーナー部という)15により囲われている。
図2及び図3に示すように、Dピラー16は、ルーフサイドインナ20と、Dピラーアウタ(第2パネル部材)22と、サイドメンバアウタ24と、トルーフ(第3パネル部材)26とが重ね合わされスポット溶接されて構成されている。また、リヤルーフヘッダ18は、第1パネル部材としてのルーフサイドインナエクステンション(以下、ルーフサイドインナEXTという)28と、リヤルーフヘッダロア30と、リヤルーフヘッダアッパ32と、ルーフ34とが重ね合わされスポット溶接されて構成されている。
ルーフサイドインナ20は、Dピラー16やルーフサイドレール36等の車体内側部を構成するパネルとされている。このルーフサイドインナ20には、クォーターガラス(図示省略)が嵌め込まれる後端側が鋭角とされた略三角形状の開口部20Aが形成されており、この開口部20Aの車幅方向内側の長尺部20Bが、Dピラー16及びルーフサイドレール36の車体内側部を構成している。また、長尺部20Bの中間部であり、上記上側コーナー部15に相当する部位には、車幅方向へ延出したコーナー形成部20Cが形成されている。
また、Dピラーアウタ22は、車体上下方向を長手方向とするパネルとされており、ルーフサイドインナ20の長尺部20Bの車体外側に重ねて配設されており、Dピラーアウタ22と長尺部20Bとの車幅方向両端部等がスポット溶接されている。Dピラーアウタ22の上端部は、上記上側コーナー部15に相当する位置において車幅方向内側へ湾曲されており、コーナー形成部20Cと一部重合している。
また、サイドメンバアウタ24は、Dピラー16やルーフサイドレール36等の車体外側部を構成するパネルとされている。このサイドメンバアウタには、上記開口部20Aと同様の形状及び配置の開口部24Aが形成されており、この開口部24Aの車幅方向内側の長尺部24Bが、Dピラー16及びルーフサイドレール36の車体外側部を構成している。この長尺部24Bは上記長尺部20Bの車体外側に重ねて配設されており、長尺部24Bと長尺部20Bとは、その車幅方向両端部をスポット溶接されている。また、サイドメンバアウタ24の開口部24Aの周囲とルーフサイドインナ20の開口部20Aの周囲とがスポット溶接されている。
また、トルーフ26は、Dピラー16の車体外側部における車幅方向内側端部を構成する長尺のパネルとされており、その車幅方向外側端部がサイドメンバアウタ24の長尺部24Bの車幅方向内側端部にスポット溶接され、その車幅方向内側端部がDピラーアウタ22の車幅方向内側端部にスポット溶接されている。
また、ルーフサイドインナEXT28は、リヤルーフヘッダ18の車体内側部を構成するパネルとされ、その車幅方向外側がコーナー形成部20Cの車体外側に重ねて配設されており、ルーフサイドインナEXT28の車幅方向外側とコーナー形成部20Cとの車体前後方向両端部等がスポット溶接されている。
また、リヤルーフヘッダロア30は、リヤルーフヘッダ18の車体内側部を構成するパネルとされ、その車幅方向外側端部がルーフサイドインナEXT28の車幅方向内側端部に重ねて配設されており、リヤルーフヘッダロア30の車幅方向外側端部とルーフサイドインナEXT28の車幅方向内側端部とがスポット溶接されている。
また、リヤルーフヘッダアッパ32は、リヤルーフヘッダロア30、ルーフサイドインナEXT28、及びDピラーアウタ22の上端部の車体外側に重ねて配設される長尺のパネルとされており、リヤルーフヘッダアッパ32の車体前後方向両端部と、リヤルーフヘッダロア30等の車体前後方向両端部とがスポット溶接されている。
また、ルーフ34は、車体10のルーフ部を構成する矩形状のパネルとされており、ルーフ34の後端部とリヤルーフヘッダアッパ32の後端部とがスポット溶接され、また、ルーフ34の車幅方向外側端部とサイドメンバアウタ24の車幅方向内側端部とがスポット溶接されている。
ここで、Dピラーアウタ22とルーフサイドインナEXT28との結合構造について説明する。
図4(A)、(B)及び図5(A)に示すように、ルーフサイドインナEXT28は、その車体前後方向両端部にスポット溶接用のフランジ部28A、28Bが形成されたパネルとされており、フランジ部28Aとフランジ部28Bとの間には、車体下側へ凹んだ平坦面28Cが設けられている。
平坦面28CにおけるDピラーアウタ22が重なる位置には、切り起こし片であるスポット溶接用の打点片28Dが形成されている。この打点片28Dは、矩形状に形成され、鉛直方向(車体上下方向)に対して僅かに、車体前方側へ傾斜している(車体上方へ立ち上がっている)。
また、Dピラーアウタ22は、車体上下方向を長手方向とするパネルとされており、その上端部(以下、コーナー部という)22Aは、車幅方向内側へ湾曲されてルーフサイドインナEXT28と共に上側コーナー部15を形成している。
コーナー部22Aの車体前後方向両端部には、スポット溶接用のフランジ部22B、22Cが形成され、フランジ部22Bとフランジ部22Cとの間には、車体上側へ凸とされた平坦面22Dが形成されている。フランジ部22Bは、フランジ部28Aに路面入力に対して剥離方向(車体上下方向)にスポット溶接され(×印で図示する第1溶接部としてのスポット溶接部S1)、フランジ部22Cは、平坦面28Cにおける打点片28Dより車体後方側に、路面入力に対して剥離方向(車体上下方向)にスポット溶接されている(×印で図示する第1溶接部としてのスポット溶接部S2)。
ここで、コーナー部22Aにおけるフランジ部22Cと平坦面22Dとの間には、車体上下方向に対して若干、車体前方側へ傾斜した(車体上方へ立ち上がった)立壁部22Eが形成されており、この立壁部22Eの背面(裏面)が打点片28Dと面接状態となるように構成されると共に、立壁部22Eの背面と打点片28Dとが車体前後方向にスポット溶接されている(図4に斜線で図示し、図5に×印で図示する第2溶接部としてのスポット溶接部S3)。
次に、本実施形態における作用について説明する。
上述したように、本実施形態における車体10では、リヤサスペンションタワー19間においてクロスメンバによる補強が行われていないことから、悪路走行時等のサスペンションからの荷重入力(路面入力)により、バックドア開口部14周りのフレーム(Dピラー16やリヤルーフヘッダ18等)に捻り変形が生じ易くなっている。このため、図6に誇張して示すように、上側コーナー部15において車体上下方向に対する角度変化が生じ、バックドア開口部14周りのフレームが平行四辺形状に変形する。これにより、図5(B)に示すように、上側コーナー部15では、フランジ部22Bとフランジ部28Aとのスポット溶接部S1や、フランジ部22Cとフランジ部28Bとのスポット溶接部S2等、車体上下方向に重ねて配設されスポット溶接された部位に対して車体上下方向の荷重が入力(路面入力)される。
即ち、下側に配設されたルーフサイドインナ20及びルーフサイドインナEXT28には下向き荷重が入力され、上側に配設されたDピラーアウタ22及びリヤルーフヘッダアッパ32には、上向き荷重が入力されるため、スポット溶接部S1及びスポット溶接部S2には、剥離荷重が作用する。
ここで、スポット溶接部S1とスポット溶接部S2との間には、立壁部22Eの背面と打点片28Dとのスポット溶接部S3が設けられている。打点片28Dは、ルーフサイドインナEXT28から車体上方へ立設され、その打点片28Dに対して、Dピラーアウタ22に設けられた立壁部22Eの背面が、面接状態でスポット溶接されている。
即ち、Dピラーアウタ22とルーフサイドインナEXT28とは、車体前後方向両側のスポット溶接部S1とスポット溶接部S2とで結合されると共に、これらの間において、車体上方へ立ち上がった結合面同士をスポット溶接部S3により結合されている。
このため、スポット溶接部S3に対して車体上下方向の荷重、即ちせん断荷重が入力されることにより、スポット溶接部S3からせん断方向へ荷重が伝達され、これにより、スポット溶接部S1、S2に入力される剥離荷重が軽減される。
一方、図7(A)、(B)に示すように、スポット溶接部S1とスポット溶接部S2との間にスポット溶接部S3を設けない場合には、スポット溶接部S1、S2に入力される剥離荷重に対する軽減効果が働かず、本実施形態と比較して、スポット溶接部S1、S2における剥離が発生し易くなる。このため、Dピラーアウタ22やルーフサイドインナEXT28等の上側コーナー部15を構成するパネルの板厚を増加したり、これらのパネルにより構成されるDピラー16及びリヤルーフヘッダ18の断面積を拡大したりすることにより、上側コーナー部15の強度・剛性を高める必要がある。
これに対して、本実施形態では、上述したように、スポット溶接部S1、S2に入力される剥離荷重を軽減でき、スポット溶接部S1、S2における剥離が生じ難くなっていることから、上側コーナー部15を構成するパネルの板厚増加、及びDピラー16及びリヤルーフヘッダ18の断面積の増加をすることなく、又は抑えつつ、上側コーナー部15の強度を確保することが可能である。従って、車体重量の増加やリヤラゲッジスペースにおけるヘッドクリヤランスの減少を抑制できる。
なお、本実施形態では、切り起こしにより打点片28DをルーフサイドインナEXT28に形成したが、図8及び図9に示すように、打点片28DをルーフサイドインナEXT28とは別部材のパッチ29として溶接や締結等によりルーフサイドインナEXT28の平坦面28Cに結合させてもよい。
次に、本発明の第2実施形態について説明する。なお、第1実施形態と同様の構成には同一の符号を付し、説明は省略する。
図10に示すように、本実施形態では、トルーフ26の上端部が、ルーフサイドインナEXT28の車幅方向外側端部まで延設されている。図11及び図12(A)、(B)に示すように、トルーフ26の上端部は、Dピラーアウタ22の車幅方向内側端部の車体外側に重ねられており、トルーフ26の上端部に形成された立壁部26A(打点面)の背面(裏面)は、Dピラーアウタ22の立壁部22Eの表面にスポット溶接されている。
次に、本実施形態における作用について説明する。
第1実施形態と同様、悪路走行時等のサスペンションからバックドア開口部14周りのフレーム(Dピラー16やリヤルーフヘッダ18等)への車体上下方向の荷重入力により、スポット溶接部S1及びスポット溶接部S2には、剥離荷重が作用する。
しかし、スポット溶接部S1とスポット溶接部S2との間には、トルーフ26の上端部の背面とDピラーアウタ22の表面とを結合するスポット溶接部S3が設けられており、トルーフ26とDピラーアウタ22との溶接面が車体上方へ立ち上げられている。
これにより、第1実施形態と同様、スポット溶接部S3に対して車体上下方向の荷重、即ちせん断荷重が入力されることにより、スポット溶接部S3からせん断方向へ荷重が伝達され、これにより、スポット溶接部S1、S2に入力される剥離荷重が軽減される。
従って、上側コーナー部15を構成するパネルの板厚増加、及びDピラー16及びリヤルーフヘッダ18の断面積の増加をすることなく、又は抑えつつ、上側コーナー部15の強度を確保することが可能であり、以って、車体重量の増加やリヤラゲッジスペースにおけるヘッドクリヤランスの減少を抑制できる。
また、本実施形態では、従来から存するトルーフ26の上端部に打点面を設定したことにより、切り起こしや別部材の溶接等による打点面の形成が不要となったため、ルーフサイドインナEXT28の製造工程数を低減でき、また、製造を容易化できる。
以上、本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかである。例えば、本実施形態では、Dピラー16を構成するパネルとリヤルーフヘッダ18を構成するパネルとの溶接構造を例に採って本発明を説明したが、Dピラー16を構成するパネル同士もしくはリヤルーフヘッダ18を構成するパネル同士の溶接構造に本発明を適用してもよい。この場合でも、本実施形態と同様、上側コーナー部15の強度向上という効果を得ることができる。
本発明の第1実施形態に係るバックドア開口部のボディ構造を備える車体の後部を示す斜視図である。 本発明の第1実施形態に係るバックドア開口部のボディ構造を備える車体の後部を示す分解斜視図である。 本発明の第1実施形態に係るバックドア開口部のボディ構造を備える車体の後部を示す(A)は斜視図、(B)は分解斜視図である。 本発明の第1実施形態に係るバックドア開口部のボディ構造におけるDピラーアウタとルーフサイドインナEXTとの結合構造を示す(A)は分解斜視図、(B)は斜視図である。 (A)、(B)は、本発明の第1実施形態に係るバックドア開口部のボディ構造を示す側断面図である。 車体後部の変形を誇張して示す斜視図である。 (A)、(B)は、比較例に係るバックドア開口部のボディ構造を示す側断面図である。 本発明の第1実施形態の変形例に係るバックドア開口部のボディ構造におけるDピラーアウタとルーフサイドインナEXTとの結合構造を示す(A)は分解斜視図、(B)は斜視図である。 本発明の第1実施形態の変形例に係るバックドア開口部のボディ構造を示す側断面図である。 本発明の第2実施形態に係るバックドア開口部のボディ構造を備える車体の後部を示す分解斜視図である。 本発明の第2実施形態に係るバックドア開口部のボディ構造におけるDピラーアウタとルーフサイドインナEXTとの結合構造を示す(A)は分解斜視図、(B)は斜視図である。 (A)、(B)は、本発明の第1実施形態に係るバックドア開口部のボディ構造を示す側断面図である。
符号の説明
10 車体
14A コーナー部(上側コーナー部)
14 バックドア開口部
22 Dピラーアウタ(第2パネル部材)
22E 立壁部
26 トルーフ(第3パネル部材)
28 ルーフサイドインナEXT(第1パネル部材)
28D 打点片(立片)
S1 スポット溶接部(第1溶接部)
S2 スポット溶接部(第1溶接部)
S3 スポット溶接部(第2溶接部)

Claims (3)

  1. バックドア開口部の上側コーナー部の周りに配設された第1パネル部材と、
    前記第1パネル部材の車体外側に重ねて配設されて、前記第1パネル部材と車体前後方向両側の第1溶接部で路面入力方向に対して剥離方向に溶接され、車体前後方向両側の第1溶接部の間に車体上方向へ立ち上がった立壁部を備える第2パネル部材と、
    前記立壁部に当接するように配設されて前記立壁部と溶接された第2溶接部と、
    を有することを特徴とするバックドア開口部のボディ構造。
  2. 前記第2溶接部を前記第1パネル部材から車体上方へ立設された立片に設けたことを特徴とする請求項1に記載のバックドア開口部のボディ構造。
  3. 前記バックドア開口部の上側コーナー部の周りに配設されて、端部に前記第2溶接部が設けられた第3パネル部材を有することを特徴とする請求項1に記載のバックドア開口部のボディ構造。
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