(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のルーフ部を構成するルーフパネル部材に一体形成されて、車外側に向けて凹溝を形成する断面形状をなしその前後にそれぞれルーフパネルの張り面を分割形成すべく車幅方向に延びると共に前後位置がセンタピラーとほぼ一致するビード部と、
上記ルーフパネル部材の車幅方向の両側縁部に結合され、それぞれアウタパネルとインナパネルとから構成されて車両の前後方向に延びる閉断面を形成する一対のルーフサイド部材と、
車室内で上記ビード部の両側でビード部に沿って車幅方向に延び、それぞれ一端を該ビード部の下面に溶接固定されると共に他端を上記インナパネルに固定されて該ビード部と上記インナパネルとを連結する一対のジョイント部材と
を備えたことを特徴とする車両のルーフ構造。
【請求項２】
上記ビード部は、車幅方向両側において上記ルーフサイド部材とサイドシルとを連結するセンタピラーに対して前後方向に略一致して配設され、
上記両サイドシルは、上記ビード部と略一致する前後位置で、車両フロアに設けられた骨格部材を介して相互に連結されたことを特徴とする請求項１記載の車両のルーフ構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ルーフ部の周辺を補強する車両のルーフ構造に関するものである。
【０００２】
【関連する背景技術】
一般に車両のルーフ部のような広い面は、所謂張り剛性が低いことから歪を生じ易く、その対策として、周知のようにルーフパネルの車内側には左右（車幅方向）に延びるルーフボウが適宜接着され、このルーフボウによる支持でルーフパネルの張り剛性を確保し、もって歪による美観の低下を防止している。
【０００３】
上記のように、このルーフボウによる対策は専ら張り剛性確保のためであるが、これとは別に、近年の衝突安全性の観点からルーフ部周辺の剛性向上が要望されている。このような要望に対応して種々の提案がなされており、例えば特開平１１−５５６１号公報に記載のものを挙げることができる。このルーフ構造では、ルーフ部の左右両側に設けたサイドメンバインナをフロントピラー側に連続させると共に、このサイドメンバインナに対して、ルーフ部の前端に沿って設けたウインドシールドヘッダの端部を当接させてエクステンションにより連結し、もって、ルーフ部の前部において三叉路構造を形成している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した公報に記載された車両のルーフ構造は主にルーフ部の前部を補強するものであることから、ルーフ部の周辺全体の剛性を向上することはできない。しかも、このルーフ構造は上記した張り剛性の確保には何ら寄与せず、その結果、歪防止のためのルーフボウは従来通り必要であり、部品点数の削減等の要求を満たすことができなかった。
【０００５】
本発明の目的は、ルーフ部の周辺の剛性を確実に向上できると共に、張り剛性の確保にも寄与することで補強材を減少させ、もって部品点数の削減による軽量化を実現することができる車両のルーフ構造を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の発明では、車両のルーフ部を構成するルーフパネル部材に一体形成されて、車外側に向けて凹溝を形成する断面形状をなしその前後にそれぞれルーフパネルの張り面を分割形成すべく車幅方向に延びると共に前後位置がセンタピラーとほぼ一致するビード部と、ルーフパネル部材の車幅方向の両側縁部に結合され、それぞれアウタパネルとインナパネルとから構成されて車両の前後方向に延びる閉断面を形成する一対のルーフサイド部材と、車室内でビード部の両側でビード部に沿って車幅方向に延び、それぞれ一端をビード部の下面に溶接固定されると共に他端をインナパネルに固定されてビード部とインナパネルとを連結する一対のジョイント部材とを備えた。
【０００７】
従って、車外側に向けて凹溝を形成する断面形状をなして、その前後にそれぞれルーフパネルの張り面を分割形成すべく車幅方向に延びると共に前後位置がセンタピラーとほぼ一致するビード部を備えているため、従来は単一の大きな面をなしていたルーフパネル部材がセンタピラー付近を境として複数の張り面に効率良く分割されて張り剛性の確保が容易となり、ルーフボウ等の既存の補強材を減少可能となる。又、このビード部が、ビード部の両側でビード部に沿って車幅方向に延びるジョイント部材を介してルーフサイド部材に連結されることから、ルーフパネル部材を横切って両側のルーフサイド部材と連続するフレーム構造が形成され、しかも、その配設位置が比較的剛性の高いセンタピラー付近となることから、ルーフ部周辺の剛性が向上する。
また、請求項２の発明では、ビード部が、車幅方向両側においてルーフサイド部材とサイドシルとを連結するセンタピラーに対して前後方向に略一致して配設され、両サイドシルが、ビード部と略一致する前後位置で、車両フロアに設けられた骨格部材を介して相互に連結されている。
従って、ビード部を上辺とし、骨格部材を下辺とし、左右のセンタピラーを左辺及び右辺として、車室内を取り囲む四角状のフレーム構造が形成されるため、ルーフ部周辺のみならず、車体全体の剛性が向上する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を乗用車のルーフ構造に具体化した一実施形態を説明する。
図１は実施形態のルーフ構造を示す分解斜視図、図２はフロアパンとルーフパネルとの間の補強材の配置状態を示す図１のII−II線断面図、図３はクロスパイプとフロアパンとの結合状態を示す図２のIII−III線断面図であり、図１において左方が車両の前方に該当している。図１及び図２に示すように、車両の前後方向には一対のサイドメンバ１が配設され、各サイドメンバ１は上方に開口する凹状断面をなしている。両サイドメンバ１間には多数の断面円形状をなすクロスパイプ２（図１では１本のみを図示）が車幅方向に配設され、これらのクロスパイプ２により両サイドメンバ１が相互に結合されている。各クロスパイプ２は既成の鋼管を所定寸法に切断したもので直線状をなし、図３に示すように、これらのクロスパイプ２は、サイドメンバ１に形成された円弧状の切欠１ａ内に上方より嵌まり込み、その接触部分を溶接固定されている。
【０００９】
図２に示すように、サイドメンバ１及びクロスパイプ２上にはフロアパン３が配設され、このフロアパン３には、下方より前記サイドメンバ１が閉断面を形成するように当接して溶接固定されている（溶接箇所を図２にＡで示す）。又、フロアパン３には各クロスパイプ２と対応するように下方に開口するリブ状をなすパイプ溶接部４が左右方向に延びて形成され、これらのパイプ溶接部４内には下方よりクロスパイプ２が嵌まり込んで、断面の３箇所を長手方向全体に亘ってパイプ溶接部４の内壁に対して溶接固定されている（溶接箇所を図３にＢで示す）。
【００１０】
一方、図１及び図２に示すように、フロアパン３の左右両側には車両の前後方向に延びるサイドシル５が配設され、各サイドシル５の前端にはダッシュパネルユニット６が溶接固定され、各サイドシル５の中央には上方に向けてセンタピラー７が連続し、各サイドシル５の後端にはクォータパネル８が溶接固定されている。各センタピラー７の上端は前後方向に延びるルーフサイド部材としてのルーフサイドメンバ９と連続し、これらのルーフサイドメンバ９の前端はフロントピラー１０を介して前記ダッシュパネルユニット６と連続し、又、各ルーフサイドメンバ９の後端は前記クォータパネル８と連続し、その結果、センタピラー７の前後にドアの開口部１１が形成されている。
【００１１】
前記したサイドシル５、センタピラー７、ルーフサイドメンバ９は、車外側のアウタパネル１２と車内側のインナパネル１３を接合して一体的に構成され、両パネル１２，１３は、例えばサイドシル５の下端（溶接箇所を図２にＣで示す）やルーフサイドメンバ９の上端（溶接箇所を図２にＤで示す）、或いはドア開口部１１の周囲等が相互に溶接されている。これにより、サイドシル５及びルーフサイドメンバン９の内部には前後方向に延びる閉断面がそれぞれ形成され、センタピラー７内には上下方向に延びる閉断面が形成され、これらの閉断面が相互に連続している。
【００１２】
サイドシル５のインナパネル１３側には前記フロアパン３の左右両端が溶接固定されている（溶接箇所を図２にＥで示す）。又、センタピラー７の直下においてサイドシル５のアウタパネル１２及びインナパネル１３には嵌入孔１２ａ，１３ａが形成され、これらの嵌入孔１２ａ，１３ａ内には前記クロスパイプ２の左右両端が挿入されて、その外周を嵌入孔１２ａ，１３ａの内周に対して溶接固定されている（溶接箇所を図２にＦ及びＧで示す）。尚、その他のクロスパイプ２も同様の溶接構成により、前記ダッシュパネルユニット６やクォータパネル８等に結合されている。
【００１３】
図４はビード部とルーフサイドパネルとの結合状態を示す図１のＺ部を拡大した斜視図、図５はビード部とジョイントブラケットとの結合状態を示す図４のV−V線断面図である。これらの図に示すように、左右のルーフサイドメンバ９の間にはルーフパネル部材としてのルーフパネル１４が配設され、このルーフパネル１４の左右両端は、前記した溶接箇所Ｄにおいてルーフサイドメンバ９に溶接固定され、ルーフパネル１４とルーフサイドメンバ９との間には、前後方向に沿った凹状断面のルーフサイドレール１５が形成されている。又、ルーフサイドメンバ９内にはセンタパネル１６が配設され、このセンタパネル１６の上端は前記した溶接箇所Ｄにおいて溶接固定され、下端は前記したドア開口部１１の周囲においてアウタパネル１２とインナパネル１３とに挟持されて溶接固定されている。
【００１４】
図４に示すように、ルーフパネル１４には１本のビード部２１が左右方向に直線状に形成され、ルーフパネル１４の張り面１４ａと張り面１４ｂとに分割している。図４に示すように、このビード部２１の前後位置はセンタピラー７とほぼ一致し、ビード部２１の左右両端は前記ルーフサイドレール１５に達している。このビード部２１はルーフパネル１４のプレス成形時に同時に形成されたものであり、車外側に向けて凹溝を形成する断面形状をなしている。尚、本実施形態では、ビード部２１の前後幅Ｘを５０mm程度、ビード部２１の最大深さＹ（ルーフパネル１４の中央付近）を２０mm程度に設定しているが、その設定は車両の仕様等に応じて任意に変更してもよい。
【００１５】
車室内側のビード部２１の両側位置にはジョイント部材としてのジョイントブラケット２２がそれぞれ配設され、各ジョイントブラケット２２は下方に開口する凹状断面をなして、ビード部２１に沿って車幅方向に延びている。ジョイントブラケット２２の一端はビード部２１の下面に溶接固定され（溶接箇所を図２及び図４にＨで示す）、他端はルーフサイドメンバ９内に溶接固定されたナット部２３に対してボルト２４により固定され（固定箇所を図２にＩで示す）、その結果、車室内の左右においてビード部２１とルーフサイドメンバ９とがジョイントブラケット２２により連結されている。
【００１６】
尚、図示はしないが、車内側においてルーフパネル１２やルーフサイドメンバ９はヘッドライニングにより覆われている。又、車外側においてルーフサイドレール１５にはルーフサイドモールが嵌め込まれ、同様にビード部２１はガーニッシュにて隠蔽されている。
以上のように構成された本実施形態の車両のルーフ構造では、車幅方向に形成されたビード部２１により、ルーフパネル１４が張り面１４ａと張り面１４ｂとして前後に２分割されるため、個々の面積が減少して歪を生じ難くなり、張り剛性の確保が容易となる。その結果、一般に張り剛性の確保のためにルーフパネルに接着されるルーフボウが全て廃止され、もって部品点数の削減による軽量化を実現することができる。
【００１７】
又、上記のようにビード部２１はジョイントブラケット２２を介して左右のルーフサイドメンバ９に強固に連結されているため、ルーフパネル１４を横切って左右のルーフサイドメンバ９と連続するフレーム構造が形成されて、ルーフ部周辺の剛性、特にルーフパネル１４の中央付近の剛性を格段に向上することができる。
【００１８】
更に、上記のように本実施形態のルーフ構造では、ルーフサイドメンバ９が左右のセンタピラー７を介してそれぞれサイドシル５に結合され、左右のサイドシル５はクロスパイプ２を介して相互に結合されているため、ビード部２１を上辺とし、クロスパイプ２を下辺とし、左右のセンタピラー７を左辺及び右辺として、車室内を取り囲む四角状のフレーム構造が形成される。しかも、ビード部２１、左右のセンタピラー７、クロスパイプ２はほぼ同じ前後位置にあるため、これらの部材の間に介在するルーフサイドメンバ９やサイドシル５等の変形の影響を受け難く、各部材間は十分な結合剛性を有している。よって、本実施形態のルーフ構造では、上記したルーフ部周辺のみならず、車体全体の剛性を飛躍的に向上でき、結果として、走行時の静粛性や制振性を改善する等の種々のメリットを実現することができる。
【００１９】
以上で実施形態の説明を終えるが、本発明の態様はこの実施形態に限るものではない。例えば、上記実施形態では乗用車のルーフ構造に具体化したが、その適用車種は乗用車に限定されるものではなく、例えばワゴンやワンボックス車両に適用してもよい。
又、上記実施形態ではクロスパイプ２の端部をサイドシル５に貫通固定することにより、ビード部２１、左右のセンタピラー７、クロスパイプ２からなる四角状のフレーム構造を構成したが、必ずしもこのような構成とする必要はなく、例えばクロスパイプ２を省略した通常の車両のフロア構造としてもよい。この場合であってもルーフパネル１４に形成したビード部２１をルーフサイドメンバ９に結合することによって、ルーフ部周辺の剛性を確保できる。
【００２０】
更に、上記実施形態ではルーフパネル１４に凹溝状の１本のビード部２１を設けたが、補強材として機能する断面形状でさえあれば、その断面形状や本数等はこれに限定されず、例えば断面形状を変更したり、本数を増加させたりしてもよい。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１の発明の車両のルーフ構造によれば、車外側に向けて凹溝を形成する断面形状をなして車幅方向に延びると共に前後位置がセンタピラーとほぼ一致するビード部をルーフパネル部材に一体形成して、そのビード部を、車室内のビード部の両側でビード部に沿って車幅方向に延びるジョイント部材を介して両側縁のルーフサイド部材に連結したため、ビード部によりルーフパネル部材がセンタピラー付近を境として効率良く複数の張り面に分割されて、張り剛性の確保が容易となり、ルーフボウ等の既存の補強材を減少して軽量化を実現できると共に、ルーフパネル部材を横切って両側のルーフサイド部材と連続するフレーム構造が形成され、しかも、その配設位置が比較的剛性の高いセンタピラー付近となるため、ルーフ部周辺の剛性を向上させることができる。
請求項２の発明の車両のルーフ構造によれば、請求項１に加えて、センタピラーに対して前後方向に略一致してビード部を配設し、ビード部と略一致する前後位置で両サイドシルを車両フロアの骨格部材を介して相互に連結したため、車室内を取り囲む四角状のフレーム構造を形成して、ルーフ部周辺のみならず、車体全体の剛性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態のルーフ構造を示す分解斜視図である。
【図２】フロアパンとルーフパネルとの間の補強材の配置状態を示す図１のII−II線断面図である。
【図３】クロスパイプとフロアパンとの結合状態を示す図２のIII−III線断面図である。
【図４】ビード部とルーフサイドパネルとの結合状態を示す図１のＺ部を拡大した斜視図である。
【図５】ビード部とジョイントブラケットとの結合状態を示す図４のV−V線断面図である。
【符号の説明】
９    ルーフサイドメンバ（ルーフサイド部材）
１２  アウタパネル
１３  インナパネル
１４  ルーフパネル（ルーフパネル部材）
２１  ビード部
２２  ジョイントブラケット（ジョイント部材）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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