(57)【要約】【課題】車両の性能的観点から車両の上部構造を最適化する。【解決手段】車両上部構造は、カウルトップサイドフレームと、ルーフレールと、カウルトップサイドフレームと、ルーフレールとを接続するＡピラーと、を備え、カウルトップサイドフレームと、Ａピラーと、ルーフレールの少なくとも一部とが、一体として形成されている【選択図】図２
2020147136.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両上部構造であって、
カウルトップサイドフレームと、
ルーフレールと、
前記カウルトップサイドフレームと、前記ルーフレールとを接続するＡピラーと、を備え、
前記カウルトップサイドフレームと、前記Ａピラーと、前記ルーフレールの少なくとも一部とが、一体として形成されている、車両上部構造。
【請求項２】
請求項１に記載の車両上部構造であって、さらに、
車両前方に配置されるラジエータの左右に配置されて前記ラジエータを支持し、かつ、前記カウルトップサイドフレームに接続するラジエータグリル支持構造を備え、
前記ラジエータグリル支持構造の上部と、前記カウルトップサイドフレームの端部とが結合されている、車両上部構造。
【請求項３】
請求項２に記載の車両上部構造であって、さらに、
前記ラジエータグリル支持構造の長手方向に沿う中央部に結合されるクラッシュボックスを備え、
前記ラジエータグリル支持構造と、前記クラッシュボックスとの結合は、締結、接着、および溶接の内の少なくとも１つである、車両上部構造。
【請求項４】
請求項２または請求項３に記載の車両上部構造であって、
前記ラジエータグリル支持構造の上部と、前記カウルトップサイドフレームの端部との結合は、一体成形、締結、接着、および溶接の内の少なくとも１つである、車両上部構造。
【請求項５】
請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の車両上部構造であって、
前記ルーフレールは、前記ルーフレールの内の前部座席と後部座席の間に位置するＢピラーに結合する部分よりも後ろ側まで延びて、前記カウルトップサイドフレームおよび前記Ａピラーと一体成形されている、車両上部構造。
【請求項６】
請求項５に記載の車両上部構造であって、
前記一体成形は、押出成形、パイプ曲げ加工、および溶接の内の少なくとも１つである、車両上部構造。
【請求項７】
車両構造であって、
上部構造と、
前記上部構造と分割されている下部構造と、を備え、
前記上部構造は、
カウルトップサイドフレームと、
ルーフレールと、
前記カウルトップサイドフレームと、前記ルーフレールとを接続するＡピラーと、を有し、
前記下部構造は、前部座席と後部座席の間に位置するＢピラーを有し、
前記カウルトップサイドフレームと、前記Ａピラーと、前記ルーフレールの少なくとも一部とが、一体として形成されている、車両構造。
【請求項８】
請求項７に記載の車両構造であって、
上部構造は、さらに、
一対の前記ルーフレールに跨がって配置され、前記一対のルーフレールを接続しているルーフセンターリンフォースを有し、
前記ルーフセンターリンフォースと、前記ルーフレールとの接続部は、前記上部構造と前記下部構造とを結合した場合に、前記ルーフレールと前記Ｂピラーとの接続部近傍に位置する、車両構造。
【請求項９】
車両構造の製造方法であって、
カウルトップサイドフレームと、ルーフレールの少なくとも一部と、前記カウルトップサイドフレームと前記ルーフレールとを接続するＡピラーと、を一体の上部構造として形成する工程と、
前部座席と後部座席の間にあるＢピラーを有する下部構造と、前記上部構造とを結合する工程とを備える、製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両上部構造、車両構造、および車両構造の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両構造として、車両の上側の上部構造と、車両の下側の下部構造とを別々に製造した後に、上部構造と下部構造とを組み合わせる製造方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載された車両構造では、上部構造の車両ルーフから下方へと延びている複数のピラーの端部が、下部構造に形成された開口部に接着固定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−８８４９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載された車両構造は、製造工程において製造しやすい分割構成を最適化した構造である。上部構造と、下部構造とを接合する部位では局所剛性が低下し、剛性低下が車両全体の特性にも波及し、車両全体のねじり固有振動数が低下するおそれがある。ねじり固有振動数が低下すると、動剛性が低下するため、車両の運動性能や乗り心地の悪化を招くおそれがある。そのため、特許文献１に記載された車両構造の分割構成には、改良すべき課題がある。
【０００５】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、車両の性能的観点から車両の上部構造を最適化することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現できる。
【０００７】
（１）本発明の一形態によれば、車両上部構造が提供される。この車両上部構造は、カウルトップサイドフレームと、ルーフレールと、前記カウルトップサイドフレームと、前記ルーフレールとを接続するＡピラーと、を備え、前記カウルトップサイドフレームと、前記Ａピラーと、前記ルーフレールの少なくとも一部とが、一体として形成されている。
【０００８】
この構成によれば、カウルトップサイドフレームと、Ａピラーと、ルーフレールの少なくとも一部とが一体で形成されている。そのため、車両上部構造と車両下部構造とを溶接などで組み付ける前に、ねじり固有振動数への寄与が大きいカウルトップサイドフレームと、Ａピラーとが一体で形成されている。これにより、本車両上部構造を備える車両構造のねじり固有振動数の低下を抑制する。そのため、従来の車両と比較して、本車両上部構造を備える車両の運動性および乗り心地が向上する。また、従来と同じねじり固有振動数の車両構造に設定した場合に、本車両上部構造を備える車両構造に対して、補強部品等の削減を行うことにより、車両構造の剛性を維持したままで、車両構造を軽量化できる。
【０００９】
（２）上記形態の車両上部構造において、さらに、車両前方に配置されるラジエータの左右に配置されて前記ラジエータを支持し、かつ、前記カウルトップサイドフレームに接続するラジエータグリル支持構造を備え、前記ラジエータグリル支持構造の上部と、前記カウルトップサイドフレームの端部とが結合されていてもよい。
この構成によれば、ねじり固有振動数への寄与が大きいラジエータグリル支持構造と、カウルトップサイドフレームとが一体で形成されている。これにより、本車両上部構造を備える車両構造のねじり固有振動数が増加し、本車両上部構造を備える車両の運動性および乗り心地が向上する。
【００１０】
（３）上記形態の車両上部構造において、さらに、前記ラジエータグリル支持構造の長手方向に沿う中央部に結合されるクラッシュボックスを備え、前記ラジエータグリル支持構造と、前記クラッシュボックスとの結合は、締結、接着、および溶接の内の少なくとも１つであってもよい。
この構成によれば、ラジエータグリル支持構造に強固に結合されているクラッシュボックスは、車両衝突時のエネルギーを効率的に吸収する。これにより、車両の衝突安全性が向上する。
【００１１】
（４）上記形態の車両上部構造において、前記ラジエータグリル支持構造の上部と、前記カウルトップサイドフレームの端部との結合は、一体成形、締結、接着、および溶接の内の少なくとも１つであってもよい。
この構成によれば、ラジエータグリル支持構造の上部と、カウルトップサイドフレームの端部とは、強固に結合されている。これにより、当該結合部分の局所剛性が低下を抑制でき、本車両上部構造を備える車両構造のねじり固有振動数の低下を抑制できる。
【００１２】
（５）上記形態の車両上部構造において、前記ルーフレールは、前記ルーフレールの内の前部座席と後部座席の間に位置するＢピラーに結合する部分よりも後ろ側まで延びて、前記カウルトップサイドフレームおよび前記Ａピラーと一体成形されていてもよい。
Ｂピラーの下部の結合部は、ねじり固有振動数への寄与が大きい。この構成によれば、ルーフレールがＢピラーに結合するまでの一部分が、Ａピラーおよびカウルトップサイドフレームと一体成形されている。すなわち、Ｂピラーは、車両下部構造に結合されている。そのため、本車両上部構造を備える車両構造のねじり固有振動数が増加する。
【００１３】
（６）上記形態の車両上部構造において、前記一体成形は、押出成形、パイプ曲げ加工、および溶接の内の少なくとも１つであってもよい。
この構成によれば、一体成形として、押出成形、パイプ曲げ加工、および溶接のいずれかを採用しているため、結合部分が強固に結合されている。これにより、結合部分における局所剛性の低下を抑制でき、本車両上部構造を備える車両構造のねじり固有振動数が増加する。
【００１４】
（７）本発明の他の一形態によれば、車両構造が提供される。この車両構造は、上部構造と、前記上部構造と分割されている下部構造と、を備え、前記上部構造は、カウルトップサイドフレームと、ルーフレールと、前記カウルトップサイドフレームと、前記ルーフレールとを接続するＡピラーと、を有し、前記下部構造は、前部座席と後部座席の間に位置するＢピラーを有し、前記カウルトップサイドフレームと、前記Ａピラーと、前記ルーフレールの少なくとも一部とが、一体として形成されている。
この構成によれば、上部構造は、カウルトップサイドフレームと、Ａピラーと、ルーフレールの少なくとも一部とが一体で形成されており、一方で、下部構造が、Ｂピラーを有する。Ｂピラーの下部の結合部は、ねじり固有振動数への寄与が大きい。さらに、上部構造と下部構造とを溶接などで組み付ける前に、ねじり固有振動数への寄与が大きいカウルトップサイドフレームと、Ａピラーとが一体で形成されている。これにより、車両構造のねじり固有振動数が増加する。そのため、従来の車両と比較して、本車両構造を備える車両の運動性および乗り心地が向上する。また、従来と同じねじり固有振動数の車両構造に設定した場合に、本車両構造を軽量化できる。
【００１５】
（８）上記形態の車両構造において、上部構造は、さらに、一対の前記ルーフレールに跨がって配置され、前記一対のルーフレールを接続しているルーフセンターリンフォースを有し、前記ルーフセンターリンフォースと、前記ルーフレールとの接続部は、前記上部構造と前記下部構造とを結合した場合に、前記ルーフレールと前記Ｂピラーとの接続部近傍に位置していてもよい。
この構成によれば、局所剛性が低下しやすいＢピラーと、ルーフレールとの接合部近傍に、一対のルーフレールに跨がって配置されるルーフセンターリンフォースが結合される。ルーフセンターリンフォースによって、Ｂピラーとルーフレールとの結合部における局所剛性の低下を抑制できる。
【００１６】
（９）本発明の他の一形態によれば、車両構造の製造方法が提供される。この製造方法は、カウルトップサイドフレームと、ルーフレールの少なくとも一部と、前記カウルトップサイドフレームと前記ルーフレールとを接続するＡピラーと、を一体の上部構造として形成する工程と、前部座席と後部座席の間にあるＢピラーを有する下部構造と、前記上部構造とを結合する工程とを備える。
この構成によれば、ねじり固有振動数への寄与が大きいＡピラーと、カウルトップサイドフレームとの結合部は、上部構造として一体で形成される。さらに、ねじり固有振動数への寄与が大きいＢピラーの下部の結合部は、下部構造として製造される。その後、上部構造と、下部構造とが結合されることにより、車両構造が製造されるため、車両構造のねじり固有振動数の低下を抑制できる。これにより、従来の車両と比較して、本製造方法によって製造された車両の運動性および乗り心地が向上する。また、従来と同じねじり固有振動数の車両構造に設定した場合に、本製造方法によって製造された車両構造を軽量化できる。
【００１７】
なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能であり、例えば、車両上部構造、車両構造、車両上部構造または車両構造を備える車両、および車両構造の製造方法の形態で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態としての車両上部構造を備える車両構造の概略斜視図である。
【図２】本実施形態における車両上部構造と、車両下部構造とを分割した車両構造の概略斜視図である。
【図３】車両上部構造と、車両下部構造とを分割した車両構造の概略側面図である。
【図４】車両構造の製造方法を示すフローチャートである。
【図５】比較例における車両上部構造と、車両下部構造とを分割した車両構造の概略斜視図である。
【図６】実施例の車両構造と、比較例の車両構造との比較評価の表である。
【図７】実施例の車両構造と、比較例の車両構造との比較評価の表である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
＜実施形態＞
図１は、本発明の一実施形態としての車両上部構造１０を備える車両構造１００の概略斜視図である。図２は、本実施形態における車両上部構造１０と、車両下部構造２０とを分割した車両構造１００の概略斜視図である。車両構造１００は、車両の基部となるフレーム構造である。図１および図２に示されるように、車両構造１００は、ルーフ部材を含む車両上部構造１０と、車両上部構造１０よりも下側に位置するアンダーボデー側の車両下部構造２０と、を備えている。車両構造１００は、別々に製造された車両上部構造１０と、車両下部構造２０とが結合されて製造される。なお、以降では、車両上部構造１０を単に上部構造１０とも呼び、車両下部構造２０を単に下部構造２０とも呼ぶ。図１，２および以降の図３，５に示されるＸＹＺ座標軸は、各図で対応している。ＸＹＺ座標では、Ｘ方向を車両の車幅方向とし、Ｙ方向を車両の前後方向とし、Ｘ軸およびＹ軸に直交するＺ軸は、鉛直方向に平行な軸として定義されている。車両構造１００は、車幅の中心を通るＹＺ平面を基準として左右対称の形状である。そのため、以降では、左右で一対として配置されている同じ部材については、「一対」の文言を省略して説明する場合もある。
【００２０】
図１および図２に示されるように、上部構造１０は、一対の前方ルーフレール２ａと、一対の前方ルーフレール２ａに跨がって配置されるルーフセンターリンフォース７と、前方ルーフレール２ａの前側の端部（先端部）に接続して車両構造１００の前方かつ下方へと延びるＡピラー３と、一対の前方ルーフレール２ａとＡピラー３との結合部に結合して車幅方向に延びる前方ルーフヘッダー８と、Ａピラー３の先端部に結合して車両構造１００の前方へと延びるカウルトップサイドフレーム１と、Ａピラー３とカウルトップサイドフレーム１との結合部に結合して車幅方向に延びるカウルリンフォース６と、カウルトップサイドフレーム１の前方に配置されているラジエータグリル４と、ラジエータグリル４の前方側かつ下方側に取り付けられた上側バンパリンフォース９と、ラジエータグリル４の後方側（車両内部側）に取り付けられたクラッシュボックス５と、を備えている。
【００２１】
ルーフセンターリンフォース７は、車幅方向に延びて、車幅方向外側から挿入されたボルトの締結によって、一対の前方ルーフレール２ａに結合している。図２に示されるように、前方ルーフレール２ａは、ルーフセンターリンフォース７との結合部分から下方に延びるＢピラー結合部２１ａを備えている。前方ルーフレール２ａは、Ｙ軸に沿って、Ｂピラー結合部２１ａよりも後ろ側に延びている。Ｂピラー結合部２１ａには、ボルト締結に用いられるボルトが挿入される２つの挿入孔２１ｂ，２１ｃが形成されている。２つの挿入孔２１ｂ，２１ｃは、ルーフセンターリンフォース７と前方ルーフレール２ａとの結合部近傍に位置するなお、結合部近傍とは、当該結合部が形成されている前方ルーフレール２ａの長手方向（Ｙ軸に略平行な方向）に沿う長さの３分の１以下の範囲のことをいう。
【００２２】
前方ルーフレール２ａの先端部と、Ａピラー３の後ろ側の端部（後端部）と、前方ルーフヘッダー８とのそれぞれは、車幅方向外側から挿入されたボルトの締結によって結合されている。一対のＡピラー３の先端部と、カウルトップサイドフレーム１の後端部と、カウルリンフォース６の両端部とは、２つのジョイント１１を介して、車幅方向外側からジョイント１１に挿入されたボルトによって締結されている。図２に示されるように、ジョイント１１は、鉛直下方に突出している突部１１ａを備えている。以上で説明したように、本実施形態では、カウルトップサイドフレーム１と、Ａピラー３と、前方ルーフレール２ａとは、一体のレール構造として形成されている。本実施形態における一体のレール構造とは、所定の長手軸に沿う棒状または平板状の部材が、他の部材と一体として形成されている構造をいう。そして、この構造の形成は、締結、接着、および溶接の内のいずれかで結合されるか、または、一体成形として結合部がない状態で製造されていることをいう。なお、前方ルーフレール２ａは、図１に示されるように、後述する後方ルーフレール２ｂとで、ルーフレール２を構成している。すなわち、前方ルーフレール２ａは、ルーフレール２の一部である。
【００２３】
ラジエータグリル４は、Ｙ軸に直交する矩形状の開口部４２を形成している。開口部４２には、図示されていないラジエータが配置される。図３は、車両上部構造１０と、車両下部構造２０とを分割した車両構造１００の概略側面図である。図２および図３に示されるように、ラジエータグリル４は、車幅方向における両端に、Ｚ軸に平行な長手軸に沿って延びる１対のラジエータグリル支持構造４１を備える。ラジエータグリル支持構造４１は、図示されていないラジエータを車幅方向における両側から支持する構造である。すなわち、ラジエータグリル支持構造４１のＺ軸方向に沿う上端部と、カウルトップサイドフレーム１における先端部とが溶接によって結合されている。
【００２４】
図２に示されるように、上側バンパリンフォース９の形状では、車幅方向に沿う中央部が、他の部分よりも前方に飛び出るように曲がっている。クラッシュボックス５は、ラジエータグリル支持構造４１に、溶接によって結合されている。図３に示されるように、クラッシュボックス５は、ラジエータグリル支持構造４１の長手軸方向に沿う中央部に結合されている。なお、本実施形態でいうラジエータグリル支持構造４１の中央部とは、ラジエータグリル支持構造４１を長手方向に沿って均等に３分割した場合の真ん中の範囲に入る部分のこという。
【００２５】
図２に示されるように、下部構造２０は、車両構造１００の前方に配置されて前後に沿って延びるフロントサイドメンバー２２と、一対のフロントサイドメンバー２２に跨がって配置される下側バンパリンフォース３１と、フロントサイドメンバー２２よりも後ろ側に位置するリアサイドメンバー２６と、車両構造１００の前後に延びる一対のリアサイドメンバー２６に対して車幅方向に沿って跨がる複数のクロスメンバー２３と、リアサイドメンバー２６の先端部から鉛直上方に延びるＡピラーポスト２８と、リアサイドメンバー２６の中央部付近から上方に延びるＢピラー２４と、リアサイドメンバー２６の後端部付近から上方に延びるＣピラー２５と、Ｃピラー２５の上端部に接続してリアサイドメンバー２６の後端部に結合する後方ルーフレール２ｂと、一対の後方ルーフレール２ｂに跨がって配置される後方ルーフヘッダー２７と、一対のリアサイドメンバー２６の後端部に跨がって配置されるリアバンパーリンフォース２９と、を備えている。
【００２６】
フロントサイドメンバー２２の先端部には、ボルト締結によって下側バンパリンフォース３１が結合されている。フロントサイドメンバー２２の後端部と、リアサイドメンバー２６の先端部とは、フロントサイドメンバー２２が車幅方向に広がった延出部２２ａに対してボルト締結によって結合されている。リアサイドメンバー２６の先端部かつ車幅方向外側には、一対のＡピラーポスト２８がボルト締結によって結合されている。
【００２７】
図２に示されるように、Ａピラーポスト２８の上端面には、鉛直下方に凹んだ凹み部２８ａが形成されている。凹み部２８ａの形状は、上部構造１０と下部構造２０との結合時に、上部構造１０におけるジョイント１１の突部１１ａが挿入可能な形状である。Ｂピラー２４は、車両の前部座席と後部座席とを分ける位置に配置されている。Ｂピラー２４は、ボルト締結によってリアサイドメンバー２６に結合されている。
【００２８】
Ｃピラー２５は、後部座席とトランクルームとを分ける位置に配置されている。Ｃピラー２５は、ボルト締結によってリアサイドメンバー２６に結合されている。Ｃピラー２５の上端部には、ボルト締結によって後方ルーフレール２ｂが結合されている。後方ルーフレール２ｂの後端部は、ボルト締結によってリアサイドメンバー２６の後端付近に結合されている。後方ルーフレール２ｂにおけるＣピラー２５との結合部の略上方で、一対の後方ルーフレール２ｂにボルト締結によって後方ルーフヘッダー２７が結合されている。一対のリアサイドメンバー２６の後端部には、ボルト締結によってリアバンパーリンフォース２９が結合されている。
【００２９】
上部構造１０と、下部構造２０とは、別々に製造された後に結合されて、車両構造１００を構成する。上部構造１０と下部構造２０との結合では、以下に示す各部のそれぞれが結合される。図１に示されるように、前方ルーフレール２ａの後端部は、ボルト締結によって後方ルーフレール２ｂの先端部に結合される。前方ルーフレール２ａのＢピラー結合部２１ａは、車幅方向外側から挿入されたボルトの締結によってＢピラー２４の上端部に結合される。ジョイント１１の突部１１ａ（図２）がＡピラーポスト２８の凹み部２８ａ（図２）に挿入された状態で、車幅方向外側から挿入されたボルトの締結によって突部１１ａがＡピラーポスト２８に結合される。上部構造１０におけるラジエータグリル支持構造４１の下端部が、下側から挿入されたボルトの締結によって、下部構造２０におけるフロントサイドメンバー２２の先端部に結合される。以上に説明した上部構造１０および下部構造２０における各部が結合されることにより、車両構造１００が製造される。
【００３０】
図４は、車両構造１００の製造方法を示すフローチャートである。図４に示されるように、車両構造１００の製造方法では、初めに、上部構造１０を形成する工程が行われる（ステップＳ１）。この工程では、カウルトップサイドフレーム１と、ルーフレール２の一部である前方ルーフレール２ａと、Ａピラー３とを一体のレール構造の上部構造１０として形成する。次に、Ｂピラー２４を有する下部構造２０と、上部構造１０とを結合する結合工程（ステップＳ２）が行われ、車両構造１００の製造方法が終了する。
【００３１】
図５は、比較例における車両上部構造１０ｚと、車両下部構造２０ｚとを分割した車両構造１００ｚの概略斜視図である。図５に示されるように、本実施形態の車両構造１００を構成する部材と、比較例の車両構造１００ｚを構成する部材とは同じである。一方で、比較例の車両上部構造（上部構造）１０ｚを構成する部材は、本実施形態の上部構造１０を構成する部材と異なっている。比較例の上部構造１０ｚは、Ａピラー３と、前方ルーフレール２ａと、後方ルーフレール２ｂと、前方ルーフヘッダー８と、ルーフセンターリンフォース７と、Ｂピラー２４と、Ｃピラー２５と、後方ルーフヘッダー２７とを備えている。すなわち、比較例の上部構造１０ｚは、本実施形態の上部構造１０が備えるカウルトップサイドフレーム１、カウルリンフォース６、ラジエータグリル４、上側バンパリンフォース９、およびクラッシュボックス５を備えていない。これらの部材は、図５に示されるように、比較例の下部構造２０ｚが備えている。一方で、比較例の上部構造１０ｚは、本実施形態の上部構造１０が備えていないＢピラー２４と、後方ルーフレール２ｂと、Ｃピラー２５とを備えている。
【００３２】
図６および図７は、実施例の車両構造１００と、比較例の車両構造１００ｚとの比較評価の表である。図６には、比較例の車両構造１００におけるねじり固有振動数およびねじり静剛性比を１００パーセント（％）とした場合の実施例としての車両構造１００の数値が示されている。なお、ねじり固有振動数は、ねじり静剛性比に対して、ねじり動剛性比ともみなすことができる。図６に示されるように、本実施形態の車両構造１００のねじり静剛性比は、比較例の車両構造１００ｚのねじり静剛性比とほとんど変わらない。一方で、車両構造１００のねじり固有振動数は、車両構造１００ｚのねじり固有振動数よりも１１．３％ほど向上している。
【００３３】
図７には、ねじり固有振動数を同じに設定した場合の比較例の車両構造１００ｚの質量を１００％とし、この際の実施例の車両構造１００の質量比が示されている。また、図７には、参考として、図６に示したねじり固有振動数の比率も示されている。図７に示されるように、ねじり固有振動数を同じにすると、実施例の車両構造１００の質量は、比較例の車両構造１００ｚの質量よりも１９．３％ほど軽い８０．７％になる。
【００３４】
以上説明したように、本実施形態の上部構造１０では、カウルトップサイドフレーム１と、Ａピラー３と、前方ルーフレール２ａとは、一体のレール構造として形成されている。車両構造１００のねじり固有振動数への寄与が大きいカウルトップサイドフレーム１と、Ａピラー３とが一体で形成されている。これにより、図６に示されるように、車両構造１００のねじり固有振動数の低下を抑制する。そのため、上部構造１０を備える車両の運動性および乗り心地が向上する。また、図７に示されるように、ねじり固有振動数を従来の車両構造１００ｚと同じに設定した場合に、車両構造１００の剛性を維持したままで、上部構造１０を備える車両構造１００を軽量化できる。
【００３５】
また、本実施形態の上部構造１０では、ラジエータグリル支持構造４１の上部と、カウルトップサイドフレーム１の先端部とが溶接によって結合されている。すなわち、ねじり固有振動数への寄与が大きいラジエータグリル支持構造４１と、カウルトップサイドフレーム１とが一体で形成されている。これにより、上部構造１０を備える車両構造１００のねじり固有振動数が増加する。また、結合部は、溶接によって強固に結合されている。これにより、当該結合部分の局所剛性が低下を抑制でき、上部構造１０を備える車両構造１００のねじり固有振動数の低下を抑制できる。
【００３６】
また、本実施形態の上部構造１０では、クラッシュボックス５は、ラジエータグリル支持構造４１の長手軸方向に沿う中央部に、ボルト締結によって結合されている。これにより、ラジエータグリル支持構造４１にクラッシュボックス５は、強固に結合されている。よって、クラッシュボックス５は、車両衝突時のエネルギーを効率的に吸収するため、上部構造１０を備える車両の衝突安全性が向上する。
【００３７】
また、本実施形態の車両構造１００では、Ｂピラー結合部２１ａには、ボルト締結に用いられるボルトが挿入される２つの挿入孔２１ｂ，２１ｃが形成されている。２つの挿入孔２１ｂ，２１ｃは、ルーフセンターリンフォース７と前方ルーフレール２ａとの結合部近傍に位置する。Ｂピラー２４と、ルーフレール２との結合部は、局所剛性が低下しやすい。そのため、本実施形態の車両構造１００では、一対の前方ルーフレール２ａに跨がって配置されるルーフセンターリンフォース７が結合される。ルーフセンターリンフォース７によって、Ｂピラー２４と前方ルーフレール２ａとの結合部における局所剛性の低下を抑制できる。
【００３８】
また、本実施形態の上部構造１０では、前方ルーフレール２ａは、ルーフセンターリンフォース７との結合部分から下方に延びるＢピラー結合部２１ａを備えている。前方ルーフレール２ａは、Ｙ軸に沿って、Ｂピラー結合部２１ａよりも後ろ側に延びている。Ｂピラー２４の下部の結合部は、ねじり固有振動数への寄与が大きい。この構成によれば、車両構造１００として結合された場合に、前方ルーフレール２ａがＢピラー２４に結合するまでの一部分が、上部構造１０としてＡピラー３およびカウルトップサイドフレーム１と一体成形されている。すなわち、Ｂピラー２４は、車両下部構造に結合されている。そのため、上部構造１０を備える車両構造１００のねじり固有振動数が増加する。
【００３９】
＜本実施形態の変形例＞
本発明は上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
【００４０】
［変形例１］
上記実施形態における上部構造１０は、一例としての形状であり、上部構造１０の形状および上部構造１０を構成する部材については、種々変形可能である。上部構造１０は、カウルトップサイドフレーム１と、ルーフレール２の少なくとも一部と、Ａピラー３とを備え、これらが一体で形成されていればよく、他の部材を備えていなくてもよい。例えば、上部構造１０は、ラジエータグリル支持構造４１を含むラジエータグリル４を備えていなくてもよいし、ルーフセンターリンフォース７を備えていなくてもよい。また、カウルトップサイドフレーム１と、前方ルーフレール２ａと、Ａピラー３とは、必ずしもレール構造として形成されていなくてもよい。また、これら３つの部材は、例えば、ボルト締結を含んでおらず、パイプ曲げ加工、押出成形などによって一体で形成されていてもよい。
【００４１】
上記実施形態の上部構造１０の結合方法として、溶接およびボルト締結を一例としてあげたが、他の結合方法によって結合されていてもよい。例えば、ラジエータグリル支持構造４１と、クラッシュボックス５との結合は、ボルト締結などの機械締結、接着、および溶接であってもよい。また、他の部材間の結合が、接着などの結合方法、および、押出成形やパイプ曲げ加工などの一体成形としての結合方法であってもよい。上記実施形態の上部構造１０では、ジョイント１１によるボルト締結が行われていたが、上部構造１０は、必ずしもジョイント１１を備える必要はなく、例えば、カウルトップサイドフレーム１と、Ａピラー３と、カウルリンフォース６とを溶接などによって結合してもよい。一方で、他の部材間の結合方法として、ジョイントを用いたボルト締結が用いられてもよい。
【００４２】
上記実施形態の車両構造１００は、車幅方向の中心を通るＹＺ平面を基準として左右対称の形状であったが、他の実施形態の車両構造１００は、必ずしも左右対称でなくてもよく、車両構造１００の形状について種々変形可能である。左右対称でない車両構造１００であっても、カウルトップサイドフレーム１などに相当する部材が、上記実施形態の上部構造１０の部材として機能していればよい。例えば、左側に位置するレフトカウルトップサイドフレームと、右側に位置するライトカウルトップサイドフレームトの形状が異なっていても、一対のカウルトップサイドフレーム１としてみなすことができる。
【００４３】
［変形例２］
上記実施形態の上部構造１０では、クラッシュボックス５は、ラジエータグリル支持構造４１の中央部に溶接によって結合されていたが、端部に形成されていてもよいし、存在しなくてもよい。また、ラジエータグリル支持構造４１と、クラッシュボックス５との結合方法は、溶接以外の方法として、接着や機械締結であってもよい。また、ラジエータグリル支持構造４１と、クラッシュボックス５とが一体で成形されていてもよい。
【００４４】
上記実施形態の前方ルーフレール２ａは、ルーフレールの少なくとも一部を構成する部材であって、形状については種々変形可能である。例えば、上部構造１０は、前方ルーフレール２ａに加えて、後方ルーフレール２ｂを備えていてもよい。また、前方ルーフレール２ａが更に分割されて、上部構造１０が、分割された前方側の前方ルーフレール２ａを備えていてもよい。この場合に、当該前方ルーフレール２ａの前方部は、車両構造１００として結合された際に、Ｂピラー２４に結合しなくてもよい。
【００４５】
［変形例３］
上記実施形態の車両構造１００における各部材の名称については、種々変形可能である。各部材は、車両構造１００の一部としてその機能を発揮していればよく、各部材の名称は異なるものであってもよい。例えば、ラジエータグリル支持構造４１は、単にラジエータグリル４の一部材を表すものであり、Ａピラーポスト２８についても同様である。Ａピラーポスト２８は、円柱等の形状であってもよいし、単にパイプ曲げ加工によって製造された部材であってもよい。また、本実施形態におけるルーフレール２は、ルーフサイドレールとも換言できる。また、前方ルーフヘッダー８、後方ルーフヘッダー２７、およびルーフセンターリンフォース７のそれぞれは、ルーフサイドレールインナーとして換言できる。Ａピラー３、Ｂピラー２４、およびＣピラー２５のそれぞれは、フロントピラー、センターピラー、およびリヤピラーとして換言できる。ラジエータグリル支持構造４１は、車端上下支持構造または車体フロントエンド上下支持構造とも換言できる。
【００４６】
以上、実施形態、変形例に基づき本態様について説明してきたが、上記した態様の実施の形態は、本態様の理解を容易にするためのものであり、本態様を限定するものではない。本態様は、その趣旨並びに特許請求の範囲を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本態様にはその等価物が含まれる。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することができる。
【符号の説明】
【００４７】
１…カウルトップサイドフレーム
２…ルーフレール
２ａ…前方ルーフレール
２ｂ…後方ルーフレール
３…Ａピラー
４…ラジエータグリル
５…クラッシュボックス
６…カウルリンフォース
７…ルーフセンターリンフォース
８…前方ルーフヘッダー
９…上側バンパリンフォース
１０，１０ｚ…上部構造（車両上部構造）
１１…ジョイント
１１ａ…突部
２０，２０ｚ…下部構造（車両下部構造）
２１ａ…Ｂピラー結合部
２１ｂ，２１ｃ…挿入孔
２２…フロントサイドメンバー
２２ａ…延出部
２３…クロスメンバー
２４…Ｂピラー
２５…Ｃピラー
２６…リアサイドメンバー
２７…後方ルーフヘッダー
２８…Ａピラーポスト
２８ａ…凹み部
２９…リアバンパーリンフォース
３１…下側バンパリンフォース
４１…ラジエータグリル支持構造
４２…開口部
１００，１００ｚ…車両構造
【図１】
2020147136.tif 000003
【図２】
2020147136.tif 000004
【図３】
2020147136.tif 000005
【図４】
2020147136.tif 000006
【図５】
2020147136.tif 000007
【図６】
2020147136.tif 000008
【図７】
2020147136.tif 000009