车身上部结构的制作方法
【专利摘要】车身上部结构具有将支柱部件(10)的上部与顶盖加强部件(20)连接而进行加强的支柱加强部件(30)，该车身上部结构具备在支柱加强部件(30)因外部载荷(F)而发生了变形时挂定于顶盖加强部件(20)的至少1个挂定部(钩状部件(32))，作为支柱加强部件(30)的一部分，挂定部贯通顶盖加强部件(20)而设置。根据该车身上部结构，在支柱加强部件(30)因外部载荷(F)而发生了变形时，挂定部挂定于顶盖加强部件(20)，因此能够提高从支柱加强部件(30)向顶盖加强部件(20)的载荷传递效率。而且，与以1点进行接合的情况相比，零件数量不会增加。
【专利说明】车身上部结构
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种具有将支柱部件的上部与顶盖加强部件连接而进行加强的支柱加强部件的车身上部结构。
【背景技术】
[0002]以往，在车身上部结构中 ，在与沿着车身前后方向的顶盖纵梁邻接的部位设有将沿车高方向延伸的支柱部件的上部与沿车宽方向延伸的顶盖加强部件连接而进行加强的支柱加强部件。例如在日本特开平10-167114号公报中，公开了一种在沿车宽方向分离的2点螺栓连接于顶盖加强部件(顶盖弧拱)的支柱加强部件(顶盖侧部加强件)。
[0003]专利文献1:日本特开平10-167114号公报
【发明内容】
[0004]这样的支柱加强部件由于沿车宽方向分离而以2点进行接合，因此与沿车宽方向以I点进行接合的情况相比，能够在一定程度上提高将从车身侧或上侧作用的外部载荷从支柱加强部件向顶盖加强部件传递时的载荷传递效率。然而，与以I点进行接合的情况相t匕，接合零件的数量增加。
[0005]因此，本发明要提供一种不增加零件数量即可提高从支柱加强部件向顶盖加强部件的载荷传递效率的车身上部结构。
[0006]即，本发明的车身上部结构具有将支柱部件的上部与顶盖加强部件连接而进行加强的支柱加强部件，该车身上部结构具备在支柱加强部件因外部载荷而发生了变形时挂定于顶盖加强部件的至少I个挂定部，作为支柱加强部件的一部分，挂定部贯通顶盖加强部件而设置。
[0007]根据本发明，在支柱加强部件因外部载荷而发生了变形时，至少I个挂定部挂定于顶盖加强部件，因此能够提高从支柱加强部件向顶盖加强部件的载荷传递效率。而且，由于挂定部作为支柱加强部件的一部分而设置，因此与以I点进行接合的情况相比，零件数量不会增加。由此，不增加零件数量即可提高从支柱加强部件向顶盖加强部件的载荷传递效率。
[0008]车身上部结构可以在车宽方向上与挂定部不同的位置还具备顶盖加强部件与支柱加强部件的接合部。由此，在沿车宽方向与挂定部不同的位置设置接合部，因此支柱加强部件中的挂定部与接合部之间的中间部难以弯曲，能够确保支柱部件的上部的弯曲刚性。
[0009]挂定部可以具有:突出部，从支柱加强部件向上方突出地设置，在车宽方向上对支柱加强部件的移动进行限制；及弯曲部，从突出部弯曲地设置，在车高方向上对支柱加强部件的移动进行限制。由此，突出部及弯曲部在车宽方向及车高方向上对支柱加强部件的移动进行限制，因此能够进一步提高载荷传递效率。而且，在车身上部结构的组装时，能够容易地使支柱加强部件与顶盖加强部件对位。
[0010]挂定部可以设置得比接合部靠车宽方向的内侧。由此，由于挂定部设置得比接合部靠车宽方向的内侧，因此从车身侧或上侧作用的外部载荷容易向设于车宽方向外侧的接合部传递，能够减少外部载荷向挂定部的传递。
[0011]发明效果
[0012]根据本发明，能够提供一种不增加零件数量即可提高从支柱加强部件向顶盖加强部件的载荷传递效率的车身上部结构。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1是表示本发明的实施方式的车身上部结构的立体图。
[0014]图2是表示本发明的实施方式的车身上部结构的剖视图。
[0015]图3是表示本发明的实施方式的车身上部结构的组装方法的图。
[0016]图4是表示外部载荷从车身侧作用于本发明的实施方式的车身上部结构时的行为的图。
[0017]图5是表示外部载荷从车身侧作用于现有技术的车身上部结构时的行为的图。【具体实施方式】
[0018]以下，参照附图，详细地说明本发明的实施方式。另外，在附图的说明中，对于同一要素标注同一附图标记，省略重复的说明。
[0019]首先，参照图1及图2，说明本发明的实施方式的车身上部结构的构成。图1是表示本发明的实施方式的车身上部结构的立体图，图2是表示本发明的实施方式的车身上部结构的剖视图。在图1中，将顶盖加强部件20与支柱加强部件30的接合部放大表示。另夕卜，在图2中，为了便于说明，省略了顶盖纵梁40的显示。
[0020]车身上部结构具有将支柱部件10、尤其是中心支柱部件的上部与顶盖加强部件20连接而进行加强的支柱加强部件30。如图1所示，支柱加强部件30在与沿着车身前后方向的顶盖纵梁40邻接的部位，将沿车高方向(在图2中大致为上下方向)延伸的支柱部件10的上部与沿车宽方向(在图2中大致为左右方向)延伸的顶盖加强部件20连接而进行加强。另外，以下，说明在支柱部件10上连接I个顶盖加强部件20的情况，但是也可以连接2个以上的顶盖加强部件。在各部件设有用于提高部件刚性的卷边部B。在图1所示的例子中，与顶盖纵梁40的车宽方向外侧的面接合的支柱部件10的上端和与顶盖纵梁40的车宽方向内侧邻接设置的顶盖加强部件20的端部经由支柱加强部件30而连接。
[0021]如图1及图2所示，支柱加强部件30与支柱部件10及顶盖加强部件20接合。支柱加强部件30构成为通过沿车宽方向分离的2个结构要素而与顶盖加强部件20接合。在本实施方式中，结构要素沿车宽方向分离而设置2个，并且沿车身前后方向分离而设置2组。另外，结构要素可以沿车宽方向分离而设置3个以上，也可以沿车身前后方向分离而设置3组以上。以下，为了简便起见，将设于车宽方向外侧的结构要素称为第一结构要素，将设于车宽方向内侧的结构要素称为第二结构要素。
[0022]第一结构要素作为与支柱加强部件30为分体的接合单元而设置，由将支柱加强部件30与顶盖加强部件20接合的螺栓31 (接合部)构成。第一结构要素在本实施方式中作为螺栓31而构成，但也可以作为铆钉、焊接等的接合单元而构成。而且，在本实施方式中，在顶盖加强部件20及支柱加强部件30设有供螺栓31贯通的螺栓孔21、35。[0023]第二结构要素作为形成支柱加强部件30的一部分的至少I个挂定单元而设置，由钩状部件32 (挂定部)构成，该钩状部件32贯通顶盖加强部件20，并在支柱加强部件30因外部载荷F而发生了变形时挂定于顶盖加强部件20。第二结构要素在本实施方式中将钩状部件32焊接于支柱加强部件30而形成，但也可以将支柱加强部件30的一部分折弯成钩状而形成。无论如何，第二结构要素在向顶盖加强部件20安装支柱加强部件30时已经成为支柱加强部件30的一部分。而且，在顶盖加强部件20上设有供钩状部件32贯通的钩孔22。
[0024]钩状部件32具有:从支柱加强部件30向上方突出而设置的突出部32a ;及从突出部32a弯曲而设于车宽方向外侧的弯曲部32b。突出部32a及弯曲部32b在向顶盖加强部件20安装有支柱加强部件30的状态下分别在车宽方向(图2中为左右方向)及车高方向(图2中为上下方向)上将支柱加强部件30的移动限制在预定的范围(在车身前后方向上也进行限制)。在本实施方式中，钩状部件32以突出部32a成为与支柱加强部件30的上表面垂直或大致垂直并且弯曲部32b成为与支柱加强部件30的上表面平行或大致平行的方式形成。然而，钩状部件32及钩孔22形成为适当的形状、方向、尺寸，以使钩状部件32容易插通于钩孔22，并且在车宽方向及车高方向(以及车身前后方向)上将支柱加强部件30相对于顶盖加强部件20的移动限制在预定的范围内。
[0025]接下来，参照图3，说明本发明的实施方式的车身上部结构的组装方法。图3是表示本发明的实施方式的车身上部结构的组装方法的图。另外，在图3中，为了简化说明，也省略顶盖纵梁40的显示。
[0026]如图3所示，在车身上部结构中，使用螺栓31及钩状部件32，向顶盖加强部件20安装支柱加强部件30 (或者向支柱加强部件30安装顶盖加强部件20)。另外，支柱加强部件30相对于支柱部件10的接合在支柱加强部件30相对于顶盖加强部件20的安装前后，通过螺栓33 (参照图2)相对于螺栓孔36的连接等来进行。
[0027]首先，如图3(a)所示，按照弯曲部32b、突出部32a的顺序将钩状部件32插通于顶盖加强部件20的钩孔22。由此，通过使钩状部件32与钩孔22抵接，而能够使支柱加强部件30相对于顶盖加强部件20暂时性地进行对位。在此，在图3(a)中，使突出部32a与钩孔22抵接而在车宽方向上进行对位，但也可以使弯曲部32b与钩孔22抵接而在车高方向上进行对位(当然还可以沿进深方向抵接而在车身前后方向上进行对位)。
[0028]接下来，如图3 (b)所示，在使钩状部件32与顶盖加强部件20对位的状态下，使顶盖加强部件20及支柱加强部件30中的至少一方在车宽方向、车高方向及车身前后方向中的至少I个方向(图3(b)中由箭头D表示的方向)上稍微移动而将顶盖加强部件20与支柱加强部件30的螺栓孔21、35彼此准确地进行对位。由此，能够使支柱加强部件30最终地与顶盖加强部件20对位。在此状态下，使螺栓31插通于螺栓孔21、35，通过螺栓31相对于在螺栓孔21、35的内表面设置的内螺纹部或者螺母(未图示)的内螺纹部等的螺合而将顶盖加强部件20与支柱加强部件30进行螺栓连接。
[0029]如使用图3说明那样，根据本实施方式的车身上部结构，由于钩状部件32作为支柱加强部件30的一部分而设置，因此与以I点进行接合的情况相比，零件数量不会增加。而且，由于钩状部件32贯通于顶盖加强部件20而设置，因此通过钩状部件32相对于钩孔22的抵接，能够容易地使支柱加强部件30与顶盖加强部件20对位。[0030]接下来，参照图4及图5，说明外部载荷F从车身侧作用于本发明的实施方式的车身上部结构时的行为。图4是表示外部载荷F从车身侧作用于本发明的实施方式的车身上部结构时的行为的图，图5是表示外部载荷F从车身侧作用于现有技术的车身上部结构时的行为的图。另外，在图4及图5中，为了便于说明，省略顶盖纵梁40的显示。而且，以下，说明外部载荷F从车身的侧作用于支柱部件10的情况，但是也可以同样地说明外部载荷F从上侧作用于支柱加强部件30的情况。
[0031]如图4(a)所示，在侧面碰撞时等，外部载荷F从车身侧作用于支柱部件10。如此，如图4(b)所示，外部载荷F的一部分由支柱部件10的变形来吸收。并且，未被吸收的外部载荷F从支柱部件10的上部向支柱加强部件30传递(另外，在顶盖纵梁40也产生同样的现象)。在此，外部载荷F从车宽方向外侧作用于支柱加强部件30，因此在支柱加强部件30的车宽方向外侧设有能发挥比钩状部件32高的耐力的螺栓31。
[0032]向支柱加强部件30传递的外部载荷F由支柱加强部件30的变形来吸收。支柱加强部件30的变形使钩状部件32通过钩孔22而在车宽方向、车高方向及车身前后方向的至少任一个方向(在图4中为车宽方向)上挂定于顶盖加强部件20。并且,未被吸收的外部载荷F经由螺栓31及钩状部件32作为轴向力A1、A2而向顶盖加强部件20传递，并且作为以螺栓31及钩状部件32为支点的弯曲力矩M而作用于支柱加强部件30 (及顶盖加强部件20)。另外，在图4中，假设轴向力A1、A2作为拉伸力、且弯曲力矩M作为顺时针的力矩发挥作用的情况，但是根据外部载荷F的状态，也存在压缩力、逆时针的力矩发挥作用的情况。
[0033]在此，支柱加强部件30相对于顶盖加强部件20的移动由钩状部件32的突出部32a及弯曲部32b限制在预定的范围内，因此在车宽方向、车高方向及车身前后方向的至少任一方向上能够将外部载荷F可靠地从支柱加强部件30向顶盖加强部件20传递。而且，通过突出部32a与顶盖加强部件20的干扰及弯曲部32b与顶盖加强部件20的干扰，能够阶段性地实现能量吸收(外部载荷F的吸收)。
[0034]另外，作用于支柱加强部件30的弯曲力矩M通过支柱加强部件30中的螺栓31与钩状部件32之间的中间部34的刚性(张力)来承受反力。而且，如图1所示，将螺栓31及钩状部件32设置2组以上，通过4点以上来限制支柱加强部件30中的螺栓31及钩状部件32之间的中间部34，由此能够通过中间部34的面力(张力)来提高弯曲刚性。尤其是能够通过在中间部34设置卷边B等来提高弯曲刚性。
[0035]另一方面，如图5所示，在支柱加强部件130通过车宽方向的I点而螺栓连接于顶盖加强部件120时，未被支柱加强部件130的变形吸收的外部载荷F经由螺栓131作为轴向力Α1‘而向顶盖加强部件120传递，并且作为以螺栓131为支点的弯曲力矩W而作用于支柱加强部件130 (及顶盖加强部件120)。因此，在图5所示的车身上部结构中，未被支柱加强部件130的变形吸收的外部载荷F无法可靠地从支柱加强部件130向顶盖加强部件120传递。
[0036]另外，支柱加强部件130以螺栓131为支点来克服弯曲力矩W，但是由于弯曲力矩M'的支点为螺栓131这I点，因此容易弯曲。即，相对于作用在支柱部件110上的外部载荷F，以螺栓131为着力点而产生反力，由此在支柱部件110的上部仅能确保小的弯曲刚性。
[0037] 如使用图4及图5说明那样，根据本实施方式的车身上部结构，在支柱加强部件30因外部载荷F而发生了变形时，由于钩状部件32挂定于顶盖加强部件20，因此能够提高从支柱加强部件30向顶盖加强部件20的载荷传递效率。
[0038]另外，支柱加强部件30的移动通过沿车宽方向分离的螺栓31、钩状部件32而相对于顶盖加强部件20被限制，因此支柱加强部件30中的螺栓31与钩状部件32之间的中间部34难以弯曲，从而能够确保支柱部件10的上部的弯曲刚性。若改变视点，则取代仅以螺栓31为着力点，而以螺栓31、钩状部件32及两部件31、32之间的中间部34为着力点，由此，即使没有因增厚等而增加支柱加强部件30的截面力，也能够确保支柱部件10的上部的弯曲刚性。
[0039]另外，即使在外部载荷F从车身侧或上侧作用于顶盖纵梁40的情况下，通过支柱加强部件30的钩状部件32挂定于顶盖加强部件20，也能够使作用于顶盖纵梁40的外部载荷F向支柱加强部件30分散。
[0040]如以上说明那样，根据本发明的实施方式的车身上部结构，在支柱加强部件30因外部载荷F而发生了变形时，挂定部(钩状部件32)挂定于顶盖加强部件20，因此能够提高从支柱加强部件30向顶盖加强部件20的载荷传递效率。而且，由于挂定部(钩状部件32)作为支柱加强部件30的一部分而设置，因此与以I点进行接合的情况相比，零件数量不会增加。由此，根据本发明的实施方式的车身上部结构，不增加零件数量即可提高从支柱加强部件30向顶盖加强部件20的载荷传递效率 。
[0041]另外，由于在沿车宽方向与挂定部(钩状部件32)不同的位置设有接合部(螺栓31)，因此支柱加强部件30中的挂定部与接合部之间的中间部难以弯曲，能够确保支柱部件10的上部的弯曲刚性。
[0042]另外，突出部32a及弯曲部32b在车宽方向及车高方向上限制支柱加强部件30的移动，因此能够进一步提高载荷传递效率。而且，在车身上部结构的组装时，能够容易地使支柱加强部件30与顶盖加强部件20对位。
[0043]另外，挂定部(钩状部件32)设置得比接合部(螺栓31)靠车宽方向内侧，因此从车身侧或上侧作用的外部载荷F容易传递到在车宽方向外侧设置的接合部，从而能够减少外部载荷F向挂定部的传递。
[0044]另外，上述的实施方式说明了本发明的车身上部结构的最佳的实施方式，本发明的车身上部结构不限于本实施方式记载的结构。本发明的车身上部结构在不脱离权利要求书记载的发明的宗旨的范围内可以对本实施方式的车身上部结构进行变形或者适用于其他结构。
[0045]附图标记说明
[0046]10、110…支柱部件
[0047]20、120…顶盖加强部件
[0048]30、130…支柱加强部件
[0049]40…顶盖纵梁
[0050]31、33、131、133 …螺栓
[0051]32…钩状部件
[0052]32a…突出部
[0053]32b…弯曲部[0054]34…中间部
[0055]21、35、36 …螺栓孔
[0056]22…钩 孔
【权利要求】
1.一种车身上部结构，具有将支柱部件的上部与顶盖加强部件连接而进行加强的支柱加强部件， 所述车身上部结构具备在所述支柱加强部件因外部载荷而发生了变形时挂定于所述顶盖加强部件的至少I个挂定部， 作为所述支柱加强部件的一部分，所述挂定部贯通所述顶盖加强部件而设置。
2.根据权利要求1所述的车身上部结构,其中， 在车宽方向上与所述挂定部不同的位置，还具备所述顶盖加强部件与所述支柱加强部件的接合部。
3.根据权利要求1或2所述的车身上部结构，其中， 所述挂定部具有: 突出部，从所述支柱加强部件向上方突出地设置，在车宽方向上对所述支柱加强部件的移动进行限制 '及 弯曲部，从所述突出部弯曲地设置，在车高方向上对所述支柱加强部件的移动进行限制。
4.根据权利要求2或3所述的车身上部结构，其中， 所述挂定部设置得比所述接合部靠车宽方向的内侧。
【文档编号】B62D25/06GK104024091SQ201180074488
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2011年10月31日 优先权日:2011年10月31日
【发明者】鸟居信志 申请人:丰田自动车株式会社