(57)【要約】【課題】側面衝突時にルーフサイドレールの閉断面構造のつぶれ変形を抑制する。【解決手段】ルーフサイドレール１２は、レールアウタ部材１８とレールインナ部材２０により形成された閉断面構造を有する。ルーフサイドレール１２とルーフクロスメンバ１４とが結合される位置において、閉断面構造内に補強部材２４が配置されている。補強部材２４は、レールアウタ部材１８に接合される基部５６と、レールインナ部材２０に対向する対向板５８と、基部５６に立設され、対向板５８を支持する支持壁６０を有する。【選択図】図６
2019127099.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両幅方向外側に位置するレールアウタ部材と、車両幅方向内側に位置し前記レールアウタ部材と共に閉断面構造を形成するレールインナ部材とを有し、車両のルーフの左右を前後方向に延びるルーフサイドレールと、
左右の前記ルーフサイドレールに両端が結合されて架け渡されたルーフクロスメンバと、
前記ルーフサイドレールと前記ルーフクロスメンバとが結合される位置において、前記ルーフサイドレールの前記閉断面構造内に配置される補強部材と、
を備え、
前記レールアウタ部材は、車両幅方向外側に向けて凸となるように屈曲配置されて互いの境界に車両前後方向に延びる稜線を形成する外側上壁と外側下壁を有し、
前記補強部材は、前記外側上壁と前記外側下壁に接合される基部と、前記レールインナ部材に対向する対向板と、前記基部に立設され、前記対向板を支持する支持壁と、を有し、
前記対向板は、少なくとも一部が、前記外側上壁と前記外側下壁の、前記稜線の対辺である２つの辺縁を通る平面よりも車両幅方向内側に位置する、
車両の上部車体構造。
【請求項２】
請求項１に記載の車両の上部車体構造であって、前記対向板は、車両前後方向に並んだ２つの前記支持壁で支持される、車両の上部車体構造。
【請求項３】
請求項２に記載の車両の上部車体構造であって、前記対向板は、その上辺縁と下辺縁のいずれか一方において前記基部に接続している、車両の上部車体構造。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載の車両の上部車体構造であって、前記補強部材は、複数の前記対向板を有する、車両の上部車体構造。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載の車両の上部車体構造であって、前記補強部材は、前記ルーフサイドレールと、車両の側部に立設されたピラーとが結合される位置に配置される、車両の上部車体構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の上部車体構造に関し、特にルーフの左右を前後方向に延びるルーフサイドレールの補強構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両のルーフの左右を前後方向に延びるルーフサイドレールは、閉断面構造を有し、剛性および強度を高めている。
【０００３】
下記特許文献１には、閉断面構造を形成するレールインナパネル（１６）とレールアウタリインフォースメント（２０）を有するルーフサイドレール（１２）が示されている。閉断面構造の内部には、補強パッチ（４０）が配置され、ルーフサイドレール（１２）が車両幅方向内側に変形することを抑制している。なお、上記の（  ）内の符号は、下記特許文献１で用いられた符号であり、本願の実施形態の説明で用いられる符号とは関連しない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−１６８８８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
側面衝突において、ルーフサイドレールの閉断面構造がつぶれると、衝突荷重をルーフサイドレールを介して他のフレームメンバに十分伝えることができない場合がある。本発明は、ルーフサイドレールの閉断面構造のつぶれ変形を抑えることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る車両の上部車体構造は、車両のルーフの左右を前後方向に延びるルーフサイドレールと、左右のルーフサイドレールに両端が結合されて架け渡されたルーフクロスメンバと、ルーフサイドレールとルーフクロスメンバとが結合される位置において、ルーフサイドレール内に配置された補強部材と、を備える。ルーフサイドレールは、車両幅方向外側に位置するレールアウタ部材と、車両幅方向内側に位置するレールインナ部材とを有し、レールアウタ部材とレールインナ部材は閉断面構造を形成する。レールアウタ部材は、車両幅方向外側に向けて凸となるように屈曲配置された外側上壁と外側下壁を有し、外側上壁と外側下壁の境界には車両前後方向に延びる稜線が形成される。レールアウタ部材とレールインナ部材で形成される閉断面構造の内側空間に補強部材が配置される。
【０００７】
補強部材は、レールアウタ部材の外側上壁と外側下壁に接合される基部と、レールインナ部材に対向する対向板と、基部に立設され、対向板を支持する支持壁と、を有する。対向板は、少なくとも一部が、外側上壁と外側下壁の、稜線の対辺である２つの辺縁を通る平面よりも車両幅方向内側に位置する。
【０００８】
補強部材の対向板がレールインナ部材の近傍に配置され、ルーフサイドレールに、その閉断面構造を車両幅方向においてつぶそうとする荷重が作用するとき、支持壁に支持された対向板がルーフインナ部材に当接して閉断面構造のつぶれ変形に抗することができる。
【０００９】
また、補強部材の対向板は、車両前後方向に並んだ２つの支持壁で支持することができる。これにより、１つの支持壁で支持される場合に比べ閉断面構造の車両幅方向のつぶれ変形に対する補強部材の強度が高くなる。
【００１０】
さらに、補強部材の対向板は、上辺縁と下辺縁のいずれか一方において基部に接続するようにできる。これにより、対向板が２つの支持壁だけで支持される場合に比べ閉断面構造の車両幅方向のつぶれ変形に対する補強部材の強度が高くなる。
【００１１】
さらにまた、補強部材は、複数の前記対向板を有するものとすることができる。これにより、閉断面構造の車両幅方向のつぶれ変形に対する補強部材の強度が高くなる。
【００１２】
さらにまた、前記補強部材は、前記ルーフサイドレールと、車両の側部に立設されたピラーとが結合される位置に配置されるものとすることができる。ピラーからルーフサイドレールに入力する荷重を補強部材を介してルーフクロスメンバに伝えることができる。
【発明の効果】
【００１３】
ルーフサイドレールの閉断面形状のつぶれ変形が抑制され、衝突荷重をルーフクロスメンバに伝えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】車両のフレームの概略構成を示す図である。
【図２】上部車体構造の、図１中の矢印Ａ方向に見た矢視拡大図である。
【図３】フレーム１０の部品を示す分解斜視図である。
【図４】ルーフサイドレールの内部を示す図である。
【図５】補強部材を示す図である。
【図６】図２中のＢ−Ｂ線断面図であり、上部車体構造の要部を示す図である。
【図７】図６中のＣ−Ｃ線断面図であり、上部車体構造の要部を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を、図面に従って説明する。図１は、車両のフレーム１０の概略構成を示す図である。図中の矢印ＦＲで示す向きが車両前方、矢印ＵＰで示す向きが車両の上方、矢印ＬＨで示す向きが車両左方を示す。以降の説明において、前後左右上下などの方向および向きを表す語句は、特段の断りがない限り車両に関する方向および向きを表す。また、車両の左右方向（幅方向）において、車両の前後方向に延びる中心線に近い側を車両内側、遠い側を車両外側と記す。
【００１６】
フレーム１０は、ルーフの左右を前後方向に延びて設けられる２本のルーフサイドレール１２を含む。さらに、フレーム１０は、左右のルーフサイドレール１２に架け渡されるように左右方向に延びて配置された複数のルーフクロスメンバ１４を含む。各ルーフクロスメンバ１４の両端は、左右のルーフサイドレール１２にそれぞれ結合されている。ルーフサイドレール１２およびルーフクロスメンバ１４は、上部車体構造を構成する部材の一部である。フレーム１０の左右側面には、前後方向のほぼ中央にセンタピラー１６が設けられている。左右のセンタピラー１６の上端は、ルーフサイドレール１２に結合されている。
【００１７】
図２は、車両の右側の上部車体構造、特にルーフクロスメンバ１４とセンタピラー１６がルーフサイドレール１２に結合している部分を、図１に示す矢印Ａの方向に見た矢視拡大図である。また、図３は、ルーフサイドレール１２、ルーフクロスメンバ１４およびセンタピラー１６を構成する主要な部材を分解して示す図である。図中の矢印ＯＵＴが示す方向は車両左右方向（幅方向）外側を示す。左側の構造は、右側の構造と左右対称に現れるので説明を省略する。
【００１８】
ルーフサイドレール１２は、車両幅方向において外側に位置するレールアウタ部材１８と、内側に位置するレールインナ部材２０を含む。レールアウタ部材１８とレールインナ部材２０は、溶接等の手法により接合されて、剛性および強度を担う閉断面構造のレール骨格部材２２を形成する。レール骨格部材２２の内部空間、特にルーフクロスメンバ１４とセンタピラー１６がルーフサイドレール１２に結合する位置に補強部材２４が配置される。補強部材２４については、後に詳述する。
【００１９】
ルーフクロスメンバ１４は、左右方向に延びるビーム部材２６と、ビーム部材２６とルーフサイドレール１２に結合するルーフクロスガセット２８とを含む。ビーム部材２６とルーフクロスガセット２８、およびルーフクロスガセット２８とルーフサイドレール１２は、溶接等の手法により接合される。
【００２０】
センタピラー１６は、車両幅方向において外側に位置するピラーアウタ部材３０と、内側に位置するピラーインナ部材３２を含む。ピラーアウタ部材３０とピラーインナ部材３２は、溶接等の手法により接合されて、剛性および強度を担う閉断面構造のピラー骨格部材３４を形成する。
【００２１】
レール骨格部材２２およびピラー骨格部材３４の車両外側には、これらを覆うようにサイドメンバアウタ部材３６が配置される。サイドメンバアウタ部材３６は、レール骨格部材２２およびピラー骨格部材３４に、溶接等の手法により接合され、完成した車両の表面を形成する。サイドメンバアウタ部材３６は、レール骨格部材２２を覆うレールカバー部３８を有し、レールカバー部３８はレール骨格部材２２と共にルーフサイドレール１２を形成する。サイドメンバアウタ部材３６は、ピラー骨格部材３４を覆うピラーカバー部４０を有し、ピラー骨格部材３４と共にセンタピラー１６を構成する。
【００２２】
図４は、レールインナ部材２０およびルーフクロスメンバ１４を取り去り、閉断面構造のレール骨格部材２２の内部、特に補強部材２４を示す図である。図５は、補強部材２４を単独で示す図である。図６は、図２に示すＢ−Ｂ線による断面図、図７は図６に示すＣ−Ｃ線による断面図である。
【００２３】
補強部材２４は、レール骨格部材２２の内部に配置され、レールアウタ部材１８の内壁面に溶接等の手法により接合されている。
【００２４】
図６に示されるようにレール骨格部材２２は、概略四角形の閉断面形状を有し、四角形の車両内側の１辺がレールインナ部材２０で形成され、残りの３辺がレールアウタ部材１８で形成されている。閉断面形状の車両内側の１辺を形成する壁を内側壁４２と記す。内側壁４２は、レールインナ部材２０で形成される。残りの３辺を形成する壁のうち概略車両外側を向いた２つの壁を外側上壁４４、外側下壁４６と記し、残りの上方を向いた壁を天井壁４８と記す。外側上壁４４と外側下壁４６は、車両外側に向けて凸になるように屈曲配置され、外側上壁４４と外側下壁４６は、これらの境界に車両の前後方向に延びる稜線５０を形成している。
【００２５】
ピラーアウタ部材３０は、レールアウタ部材１８の車両外側に溶接等の手法により接合される。ピラーインナ部材３２は、レールアウタ部材１８とレールインナ部材２０の下縁に挟まれるように配置され、これらに溶接等の手法により接合される。
【００２６】
補強部材２４は、レール骨格部材２２の主につぶれ変形を抑制するためのつぶれ補強部５２と、主に屈曲を抑制するための屈曲補強部５４を有する。
【００２７】
つぶれ補強部５２は、レールアウタ部材１８の外側上壁４４と外側下壁４６に溶接等の手法により接合される基部５６を有する。また、つぶれ補強部５２は、内側壁４２、すなわちレールインナ部材２０に対向する対向板５８を有する。対向板５８は、この補強部材２４においては、平板状であり、また前後方向に間隔をあけて２つが設けられている。対向板５８は、基部５６に立設される支持壁６０で支持されている。この補強部材２４においては、２つの対向板５８のそれぞれは、車両前後方向の両端縁を前後方向に並べられた２つの支持壁６０で支持されている。
【００２８】
補強部材２４の基部５６は、例えば、外側上壁４４には２箇所で、外側下壁４６に３箇所でスポット溶接されてレールアウタ部材１８に接合される。外側上壁４４に対する溶接位置は、２つの対向板５８の前方と後方に隣接する位置とすることができる。外側下壁４６に対する溶接位置は、２つの対向板５８の前方と後方に隣接する位置と、２つの対向板５８の間の位置とすることができる。図４には、スポット溶接点の一例が「×」で示されている。
【００２９】
対向板５８は、レール骨格部材２２の内側壁４２に近づけて配置される。具体的には、対向板５８は、その少なくとも一部が外側上壁４４と外側下壁４６の上辺縁６２と下辺縁６４で規定される平面Ｐよりも車両内側に位置している。外側上壁４４は稜線５０の対辺である上辺縁６２を有し、外側下壁４６は稜線５０の対辺である下辺縁６４を有する。この上辺縁６２と下辺縁６４を通る平面が平面Ｐである。この補強部材２４においては、対向板５８の上辺縁６６が平面Ｐより内側壁４２近くに位置している。また、対向板５８の下辺縁６８は、基部５６に接続され、対向板５８は下辺縁６８において、支持壁６０を介さず基部５６により直接支持される。対向板５８の配置を上下逆に、つまり下辺縁６８を平面Ｐよりも内側壁４２に近づけ、上辺縁６６を基部５６に接続するようにしてもよい。また、上辺縁６６および下辺縁６８共に平面Ｐよりも内側壁４２に近づけ、対向板５８全体が平面Ｐよりも内側壁４２に近づくようにしてもよい。
【００３０】
側面衝突時など、レール骨格部材２２に衝突荷重が作用するとき、この衝突荷重に、対向板５８および支持壁６０が抗して、レール骨格部材２２の断面の変形を抑える。また、基部５６は、稜線５０の近傍で外側上壁４４および外側下壁４６を補強しており、前後方向におけるレール骨格部材２２の屈曲または折れを抑えている。このように、補強部材２４は、対向板５８と支持壁６０を含み、基部５６に立設された支持体を有し、支持体は、上述の平面Ｐよりも車両内側に突出している。この支持体により、衝突荷重を受け、レール骨格部材２２の断面のつぶれ変形を抑える。
【００３１】
側面衝突において、車両外側からの衝突荷重は、ルーフクロスメンバ１４によって受けられる。このため、ルーフサイドレール１２は、ルーフクロスメンバ１４が結合している位置で大きく変形する。この位置に補強部材２４、特につぶれ補強部５２を配置することで効率良くルーフサイドレール１２の変形を抑制することができる。また、側面衝突時に、センタピラー１６に入力した衝突荷重の一部は、ルーフサイドレール１２に伝わる。したがって、センタピラー１６が結合している位置も大きく変形する可能性がある位置である。この位置に、補強部材２４、特につぶれ補強部５２を配置することで効率良くルーフサイドレール１２の変形を抑制することができる。
【００３２】
レール骨格部材２２の、つぶれ補強部５２によって補強された位置に隣接する位置は、相対的に強度が低下し、衝突荷重を受けたときにこの部分でルーフサイドレール１２が屈曲する場合がある。この屈曲を抑制するために、補強部材２４に屈曲補強部５４を設けることができる。屈曲補強部５４は、レール骨格部材２２の天井壁４８および外側上壁４４を補強する。屈曲補強部５４は、つぶれ補強部５２の前方と後方の一方に、または両方に設けることができる。また、つぶれ補強部５２と屈曲補強部５４は、一体でなく、分離したものとすることができる。ルーフサイドレール１２の強度が十分な場合は、屈曲補強部５４を省略してよい。
【符号の説明】
【００３３】
１０  フレーム、１２  ルーフサイドレール、１４  ルーフクロスメンバ、１６  センタピラー、１８  レールアウタ部材、２０  レールインナ部材、２２  レール骨格部材、２４  補強部材、２６  ビーム部材、２８  ルーフクロスガセット、３０  ピラーアウタ部材、３２  ピラーインナ部材、３４  ピラー骨格部材、３６  サイドメンバアウタ部材、３８  レールカバー部、４０  ピラーカバー部、４２  内側壁、４４  外側上壁、４６  外側下壁、４８  天井壁、５０  稜線、５２  つぶれ補強部、５４  屈曲補強部、５６  基部、５８  対向板、６０  支持壁、６２  （外側上壁の）上辺縁、６４  （外側下壁の）下辺縁、６６  （対向板の）上辺縁、６８  （対向板の）下辺縁。
【図１】
2019127099.tif 000003
【図２】
2019127099.tif 000004
【図３】
2019127099.tif 000005
【図４】
2019127099.tif 000006
【図５】
2019127099.tif 000007
【図６】
2019127099.tif 000008
【図７】
2019127099.tif 000009