(57)【要約】【課題】サンルーフ部の開口の後側端がセンターピラーの前側端より後方に位置していても、ボディ骨格系の部品点数を増やすことなく、側面衝突による衝撃荷重を効率的にサンルーフリンフォースメントに伝達する。【解決手段】車体上部における車幅方向の左右両側において車体前後方向へ延設されているルーフサイドレール２と、左右一対のルーフサイドレール間に跨り配設され、サンルーフ部３１が設けられたルーフパネル３と、サンルーフ部の開口の後端側を補強するように左右一対のルーフサイドレール間に跨り配設されているサンルーフリンフォースメント３２と、車体上下方向に延び、ルーフサイドレールの車体前後方向中央部に連結されているセンターピラー４とを備え、ルーフサイドレールのインナリンフォースメント２２には、センターピラーの前側端からサンルーフリンフォースメントの後側端に亘るような長さで形成され、上部側が車外側方向に向かって逆Ｌ字状に屈曲したレールインナリンフォースメント５が接合されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体上部における車幅方向の左右両側において車体前後方向へ延設されているルーフサイドレールと、
前記左右一対のルーフサイドレール間に跨り配設され、サンルーフ部が設けられたルーフパネルと、
前記サンルーフ部の開口の後端側を補強するように前記左右一対のルーフサイドレール間に跨り配設されているサンルーフリンフォースメントと、
車体上下方向に延び、前記ルーフサイドレールの車体前後方向中央部に連結されているセンターピラーとを備えた自動車の上部車体構造において、
前記ルーフサイドレールのインナリンフォースメントには、前記センターピラーの前側端から前記サンルーフリンフォースメントの後側端に亘るような長さで形成され、上部側が車外側方向に向かって逆Ｌ字状に屈曲したレールインナリンフォースメントが接合されていることを特徴とする自動車の上部車体構造。
【請求項２】
前記レールインナリンフォースメントの前記接合はボルト接合であることを特徴とする請求項１記載の自動車の上部車体構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車の上部車体構造に係り、特に、ルーフパネルにサンルーフ部が設けられた自動車の上部車体構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ルーフパネルにサンルーフ部が設けられた上部車体の側面衝突性能の低下を防ぐための種々な構造が提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４参照。）。
【０００３】
特許文献１には、それぞれセンターピラーの上端部が接続されている一対のサイドレール間に設けられたサンルーフ部を備え、当該サンルーフ部の開口部の後端部に、その開口部に沿って平面形が前開きのコの字状のパネルから成るサンルーフリンホースメントが配置されている車両用ルーフ構造が記載されている。
【０００４】
特許文献２には、それぞれセンターピラーの上端部が接続されている一対のルーフサイドレール間に設けられたサンルーフを備え、サンルーフのサンルーフ開口として機能するフィキシングプレートとルーフサイドレールとの間にこれらを連結する連結レインフォースメントが当該ルーフサイドレールの長手方向に沿って２つ離隔して設けられているサンルーフ付き自動車の上部車体構造が記載されている。
【０００５】
特許文献３には、それぞれセンターピラーの上端部が接続されている一対のサイドレール間に設けられたサンルーフを備え、センターピラー及びサイドレールを備えて構成されたサイドストラクチャと、サンルーフのサンルーフ開口として機能するフレームサンルーフとの間にこれらを連結する連結ブラケットが当該ルーフサイドレールの長手方向に沿って２つ離隔して設けられている車両のルーフ構造が記載されている。
【０００６】
特許文献４には、それぞれセンターピラーの上端部が接続されている一対のサイドレール間に設けられたサンルーフユニットを備え、サンルーフユニットのサンルーフ開口として機能するサンルーフ基枠体、及び同基枠体に支持されサンルーフユニットの可動パネルを案内するガイドレールを連結するクロスバーの結合部と、センターピラー及びサイドレールの結合部とを結合する左右一対のブラケットを備えた車両のルーフ骨格構造が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−１８８７９７号公報
【特許文献２】特開２０１６−２９０５号公報
【特許文献３】特開２００４−３３０８６３号公報
【特許文献４】特開２０１２−４０９９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１の車両用ルーフ構造では、サンルーフ部の開口部の後端部に、その開口部に沿って平面形が前開きのコの字状のパネルから成るサンルーフリンホースメントが追加配置されているので、ボディ骨格系の部品点数や重量が増加する難点があった。また、サンルーフ部の開口部の後端部に対してサンルーフリンホースメントを溶接接合しなければならないので、ボディ骨格系の組立製造ラインにおいてはその溶接作業を組み込むことができなかった。
【０００９】
また、特許文献２の自動車の上部車体構造では、フィキシングプレートとルーフサイドレールとの間に連結レインフォースメントを複数連結しなければならないので、ボディ骨格系の部品点数や重量が増加する難点があった。また、連結レインフォースメントをフィキシングプレート及びルーフサイドレールに溶接接合しなければならないので、ボディ骨格系の組立製造ラインに溶接工程を組み込まなければならなかった。
【００１０】
また、特許文献３の車両のルーフ構造では、サイドストラクチャと、フレームサンルーフとの間に連結ブラケットを複数連結しなければならないので、ボディ骨格系の部品点数や重量が増加する難点があった。
【００１１】
また、特許文献４の車両のルーフ骨格構造では、クロスバーの結合部と、センターピラー及びサイドレールの結合部とを左右一対のブラケットで結合しなければならないので、ボディ骨格系の部品点数や重量が増加する難点があった。
【００１２】
本発明は、このような従来の難点を解消するためになされたもので、サンルーフ部の開口の後側端がセンターピラーの前側端より後方に位置していても、ボディ骨格系の部品点数を増やすことなく、側面衝突による衝撃荷重を効率的にサンルーフリンフォースメントに伝達することができる自動車の上部車体構造を提供することを目的とする。
【００１３】
また、本発明は、溶接工程を組み込むことなくサンルーフ仕様の車体、及びサンルーフ無し仕様の車体をボディ骨格系の１つの組立製造ラインに流すことができる自動車の上部車体構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上述の目的を達成する本発明の第１の態様である自動車の上部車体構造は、車体上部における車幅方向の左右両側において車体前後方向へ延設されているルーフサイドレールと、左右一対のルーフサイドレール間に跨り配設され、サンルーフ部が設けられたルーフパネルと、サンルーフ部の開口の後端側に位置するように左右一対のルーフサイドレール間に跨り配設されているサンルーフリンフォースメントと、車体上下方向に延び、ルーフサイドレールの車体前後方向中央部に連結されているセンターピラーとを備えたものである。なお、本明細書において、「延設」とは延びた状態で設けることを意味する。また、「配設」とはそれぞれの位置に設けることを意味する。
ルーフサイドレールのインナリンフォースメントには、センターピラーの前側端からサンルーフリンフォースメントの後側端に亘るような長さで形成され、上部側が車外側方向に向かって逆Ｌ字状に屈曲したレールインナリンフォースメントが接合されているものである。
【００１５】
このような第１の態様である自動車の上部車体構造は、センターピラーを含む車体側面部が側面衝突による衝撃荷重を受けると、その衝撃荷重がセンターピラーに伝達され、そのセンターピラーに伝達された衝撃荷重は当該センターピラーのアウタリンフォースメントを介してルーフサイドレールのアウタリンフォースメントに伝達されるので、当該ルーフサイドレールのアウタリンフォースメントはその衝撃荷重により断面変形する。この際、ルーフサイドレールのアウタリンフォースメントの断面変形により衝撃荷重がレールインナリンフォースメントの逆Ｌ字状に屈曲した屈曲部位の先端部に伝達されるが、この屈曲部位はセンターピラーの前側端からサンルーフリンフォースメントの後側端に亘るような長さで形成されているので、当該屈曲部位に伝達された衝撃荷重をサンルーフリンフォースメントに直接伝達させることができる。即ち、センターピラーに伝達された衝撃荷重をレールインナリンフォースメントの屈曲部位で受けるので、その衝撃荷重によるルーフサイドレールの断面変形を抑制することができると共にその衝撃荷重を効率的にサンルーフリンフォースメントに伝達することができるようになる。したがって、ルーフパネルのサンルーフ部の開口の後側端がセンターピラー前側端より後方に位置していても、衝撃荷重によるルーフサイドレールの断面変形を抑制することができると共にその衝撃荷重を効率的にサンルーフリンフォースメントに伝達することができる。
【００１６】
本発明の第２の態様は第１の態様である自動車の上部車体構造において、レールインナリンフォースメントの接合はボルト接合である。
このような第２の態様である自動車の上部車体構造によれば、レールインナリンフォースメントの接合位置を車体前後方向におけるサンルーフ部の開口の箇所に設けることで、サンルーフ部をルーフパネルに対してボルト接合だけで設けることができるので、サンルーフ仕様の車体、及びサンルーフ無し仕様の車体を１つの製造ラインに流すことができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の自動車の上部車体構造によれば、サンルーフ部の開口の後側端がセンターピラーの前側端より後方に位置していても、ボディ骨格系の部品点数を増やすことなく、側面衝突による衝撃荷重を効率的にサンルーフリンフォースメントに伝達することができる。また、本発明の自動車の上部車体構造によれば、溶接工程を組み込むことなくサンルーフ仕様の車体、及びサンルーフ無し仕様の車体をボディ骨格系の１つの組立製造ラインに流すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の自動車の上部車体構造における好ましい実施の形態を示す図で、（Ａ）はルーフサイドレールとセンターピラーとの連結部分を示す説明図、（Ｂ）は（Ａ）のＹ−Ｙ断面を拡大した断面詳細図である。
【図２】図１（Ａ）のルーフサイドレールとセンターピラーとの連結部分を示す斜視図である。
【図３】自動車の上部車体構造における衝突荷重の入力方向を示す説明図で、（Ａ）は本発明の自動車の上部車体構造、（Ｂ）はサンルーフを設けた従来の自動車の上部車体構造、（Ｃ）はサンルーフを設けていない自動車の上部車体構造である。
【図４】本発明の自動車の上部車体構造の側面衝突試験によるシミュレーション結果を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の自動車の上部車体構造を実施するための形態例について、図面を参照して説明する。なお、本発明の自動車の上部車体構造は、車幅方向の中心に対して基本的には左右対称に形成されているので、図１、図２では一方のルーフサイドレールとセンターピラーとを図示し、この一方のルーフサイドレールとセンターピラーについて説明する。また、この発明を実施するための形態で使用する図１、図２中において矢印で方向を示してあるが、これは運転席に着座した乗員から見た方向を示している。矢印ＦＲは車体前方向、矢印ＵＰは車体上方向、矢印ＯＵＴは車幅外側方向をそれぞれ示している。
【００２０】
このような本発明の自動車の上部車体構造は図１、図２に示すように、左右一対のルーフサイドレール２、２間に跨り配設され、サンルーフ部３１が設けられたルーフパネル３を有するものである。この上部車体構造は、ルーフサイドレール２及びセンターピラー４から車体上部のサンルーフリンフォースメント３２に衝突荷重を伝達する構造であって、左右一対のルーフサイドレール２、２、左右一対のセンターピラー４、４、ルーフパネル３を有している。
【００２１】
ルーフサイドレール２は、車体上部でルーフパネルの車幅方向の両側において車体前後方向に延設され、左右一対のルーフサイドレール２、２でルーフパネル３を跨ぐように配設されている。このルーフサイドレール２は、サイドアウタ６のルーフサイドレール部６１内にアウタリンフォースメント２１及びインナリンフォースメント２２が配設されている。具体的には、車内側から車外側に向かってインナリンフォースメント２２、アウタリンフォースメント２１、サイドアウタ６のルーフサイドレール部６１の順に配設され、これらから成る閉断面形状が閉鎖空間を有する角形状に形成されている。
【００２２】
センターピラー４は図１（Ａ）、図２に示すように、車体上下方向に延び、ルーフサイドレール２の車体前後方向中央部に連結されている。なお、「車体前後方向中央部」とは、必ずしも車体前後方向における正確な中央位置でなくてもよく、センターピラー４として機能させることができればずれていてもよいことを意味する。このセンターピラー４は、サイドアウタ６のセンターピラー部６２内にアウタリンフォースメント４１及びインナリンフォースメント４２が配設されている。具体的には、車内側から車外側に向かってインナリンフォースメント４２、アウタリンフォースメント４１、サイドアウタ６のセンターピラー部６２の順に配設され、これらから成る閉断面形状が閉鎖空間を有する角形状に形成されている。
【００２３】
このようなルーフサイドレール２及びセンターピラー４は、それぞれ接合フランジによって溶接接合されて角形状に形成される。また、ルーフサイドレール２のアウタリンフォースメント２１と、センターピラー４のアウタリンフォースメント４１とが溶接接合され、ルーフサイドレール２のインナリンフォースメント２２と、センターピラー４のインナリンフォースメント４２とが溶接接合されている。なお、図１（Ａ）、図２においては、説明の便宜上、サイドアウタ６のルーフサイドレール部６１、センターピラー部５２を省略している。
【００２４】
ルーフパネル３は図１（Ｂ）、図２に示すように、サンルーフ部３１が設けられ当該サンルーフ部３１はルーフパネル３の下部にサンルーフフレーム３３でボルト接合されている。このサンルーフフレーム３３は、サンルーフフレーム３３の開口の後端側を補強するようにサンルーフリンフォースメント３２が左右一対のルーフサイドレール２、２間に跨り配設されている。このサンルーフリンフォースメント３２はサンルーフフレーム３３に溶接接合されている。なお、図１（Ａ）においては、説明の便宜上、サンルーフ部３１を省略している。
【００２５】
このようなルーフパネル３とルーフサイドレール２とは、接合フランジによって適宜、溶接接合されている。
【００２６】
ルーフサイドレール２のインナリンフォースメント２２には、センターピラー４の前側端からサンルーフリンフォースメント３２の後側端に亘るような長さで形成され、上部側が車外側方向に向かって逆Ｌ字状に屈曲したレールインナリンフォースメント５が接合されている。なお、このレールインナリンフォースメント５は、車体高さ方向の幅がルーフサイドレール２の車体高さ方向の幅内に形成されている。
【００２７】
なお、レールインナリンフォースメント５の接合がボルト接合の場合には、レールインナリンフォースメント５の接合位置を車体前後方向におけるサンルーフフレーム３３の開口の箇所に設けることで、サンルーフ部３１をルーフパネル３に対してボルト接合だけで設けることができるので、サンルーフ仕様の車体、及びサンルーフ無し仕様の車体をボディ骨格系の１つの製造ラインに流すことができる。
【００２８】
このように構成された本発明の自動車の上部車体構造の具体的な作用について、図３（Ａ）を参照しながら以下説明する。
センターピラー４を含む車体側面部が側面衝突による衝撃荷重を受けると、その衝撃荷重がセンターピラー４に伝達される。そのセンターピラー４に伝達された衝撃荷重ＩＬは当該センターピラー４のアウタリンフォースメント４１を介してルーフサイドレール２のアウタリンフォースメント２１に伝達されるので、当該ルーフサイドレール２のアウタリンフォースメント２１はその衝撃荷重ＩＬにより断面変形する。
【００２９】
この際、断面変形したルーフサイドレール２のアウタリンフォースメント２１を介して衝撃荷重ＩＬがレールインナリンフォースメント５の逆Ｌ字状に屈曲した屈曲部位５１の先端部に伝達されるが、この屈曲部位５１はセンターピラー４の前側端からサンルーフリンフォースメント３２の後側端に亘るような長さで形成されているので、当該屈曲部位５１に伝達された衝撃荷重ＩＬをサンルーフリンフォースメント３２に直接伝達させることができる。即ち、センターピラー４に伝達された衝撃荷重ＩＬをレールインナリンフォースメント５の屈曲部位５１で受けるので、その衝撃荷重ＩＬによるルーフサイドレール２の断面変形を抑制することができると共にその衝撃荷重ＩＬを効率的にサンルーフリンフォースメント３２に伝達することができるようになる。したがって、ルーフパネル３のサンルーフ部３１の後側端がセンターピラー４の前側端より後方に位置していても、衝撃荷重ＩＬによるルーフサイドレール２の断面変形を抑制することができると共にその衝撃荷重ＩＬを効率的にサンルーフリンフォースメント３２に伝達することができる。
【００３０】
これにより、車内における生存空間が規定値以上に狭くなることを防ぐことができるので、側面衝突におけるセンターピラー４の折れ変形による乗員の胸部や頭部への障害を緩和させることができる。
【００３１】
また、ルーフガセットをレールインナリンフォースメントに入れ換えるだけで、車内における生存空間が規定値以上に狭くなることを防ぐことができるので、ボディ骨格系の部品点数や重量の増加も防ぐことができる。ここで、ルーフガセットとは、サンルーフ無し仕様のルーフパネルに使用されるもので、ルーフリンフォースメントがセンターピラーに対して車両前後方向において一致しているので、その一致しているルーフリンフォースメントとセンターピラーとに跨ってボルト接合することで、センターピラーを補強するものである。
【００３２】
さらに、サンルーフ部３１の開口の後側端がセンターピラー４の前側端より後方に位置していても、側面衝突による衝撃荷重を効率的にサンルーフリンフォースメント３２に伝達することができる。
【００３３】
このような本発明の自動車の上部車体構造に対して、図３（Ｂ）に示すようなサンルーフ仕様の車体における上部車体構造ではレールインナリンフォースメント５０には逆Ｌ字状に屈曲した屈曲部位が形成されていないので、ルーフサイドレール２のアウタリンフォースメント２１を断面変形させた衝撃荷重ＩＬを、サンルーフリンフォースメント３２に伝達させにくくなる。即ち、側面衝突におけるセンターピラー４の折れ変形が大きくなる。
【００３４】
なお、サンルーフ無し仕様の車体の場合は図３（Ｃ）に示すように、センターピラー４とルーフリンフォースメント３０とが車体前後方向において同一位置に配置されると共に、接合されたルーフサイドレール２及びルーフリンフォースメント３０がルーフガセット６によって補強されているので、本発明の自動車の上部車体構造のように、ルーフサイドレール２のアウタリンフォースメント２１を断面変形させた衝撃荷重ＩＬを、効率的にルーフリンフォースメント３０に伝達することができる。
【００３５】
次に、本発明の上部車体構造が採用された自動車を用いて、国土交通省で公表した衝突条件による側面衝突試験をＣＡＥ（Computer Aided Engineering）でシミュレーションしたルーフサイドレール及びセンターピラーの変形状態の結果を示す。このシミュレーションは、非線形動的構造解析ソフトウェアによる時刻歴応答解析で行った。なお、このシミュレーションにおいては車両の所定側面にＭＤＢを衝突させる解析設定になっている。ここで、ＭＤＢとは、側面衝突試験で使用するムービング・デフォーマブル・バリア（Moving Deformable Barrier）のことである。
【００３６】
シミュレーション結果は図４（Ａ）〜（Ｆ）に示す。なお、ＭＤＢは車両に対して時速６０ｋｍ/ｈで衝突させている。（Ａ）はＭＤＢが車両に衝突する前の車両状態を示す図、（Ｂ）はＭＤＢが車両に衝突し１０ｍｓ経過した時の車両状態を示す図、（Ｃ）はＭＤＢが車両に衝突し２０ｍｓ経過した時の車両状態を示す図、（Ｄ）はＭＤＢが車両に衝突し３０ｍｓ経過した時の車両状態を示す図、（Ｅ）はＭＤＢが車両に衝突し４０ｍｓ経過した時の車両状態を示す図、（Ｆ）はＭＤＢが車両に衝突し５０ｍｓ経過した時の車両状態を示す図である。
【００３７】
図４（Ａ）〜（Ｆ）から分かるように、ＭＤＢが車両に衝突し５０ｍｓ経過した場合においても、そのＭＤＢからの衝撃荷重によるルーフサイドレール２のアウタリンフォースメント２１の断面変形をレールインナリンフォースメント５の屈曲部位５１によって抑制させることが分かった。このことは、特に、（Ｄ）、（Ｅ）に示す２点鎖線の円の箇所に現れている。
【００３８】
これまで本発明について図面に示した特定の実施の形態をもって説明してきたが、本発明は図面に示した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の効果を奏する限り、これまで知られたいかなる構成であっても採用することができることはいうまでもないことである。
【符号の説明】
【００３９】
２……ルーフサイドレール
２２……インナリンフォースメント
３……ルーフパネル
３１……サンルーフ部
３２……サンルーフリンフォースメント
４……センターピラー
５……レールインナリンフォースメント
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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