(57)【要約】【課題】側面衝突時にルーフリインフォースによってボディ変形を有効に抑制できると共に、製造コスト等を低減できる自動車の車体構造を提供する【解決手段】ルーフセンターリインフォース２０は、車幅方向に沿って長手のリインフォース本体部２１と、このリインフォース本体部の車幅方向外側の端に設けた自由変形部と、を備え、リインフォース本体部２１を、自由変形部を介してルーフサイドレール３０のフランジＡと連結し、側面衝突時に車幅方向内側への荷重によって自由変形部が変形して、ルーフサイドレール３０のフランジＡをリインフォース本体部２１の端に当てる。自由変形部は、リインフォース本体部２１の車幅方向外側の端から延出した板状の突片部２２で成る。【選択図】図１
2009214561.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ルーフパネルにおける前後方向の中間部で車幅方向に延びたルーフセンターリインフォースと、上記ルーフパネルの左右の縁部に固定され該縁部に沿ってそれぞれ車両前後方向に伸びたルーフサイドレールと、を備えた自動車の車体構造であって、
上記ルーフセンターリインフォースは、車幅方向に沿って長手のリインフォース本体部と、このリインフォース本体部の車幅方向外側の端に設けられた自由変形部と、を備え、
上記リインフォース本体部は、上記自由変形部を介して上記ルーフサイドレールのフランジと連結されており、
側面衝突時に車幅方向内側への荷重によって上記自由変形部が変形して、上記ルーフサイドレールのフランジを上記リインフォース本体部の端に当てることを特徴とする、自動車の車体構造。
【請求項２】
前記自由変形部は、前記リインフォース本体部の車幅方向外側の端から延出した板状の突片部で成ることを特徴とする、請求項１に記載の自動車の車体構造。
【請求項３】
前記リインフォース本体部の車幅方向外側の端には縦壁部が形成されており、
側面衝突時に、車幅方向内側への荷重によって前記突片部が変形して前記ルーフサイドレールのフランジが上記縦壁部に当たることを特徴とする、請求項２に記載の自動車の車体構造。
【請求項４】
前記突片部は、前記リインフォースの端から車幅方向に沿って延出した水平部と、上記水平部の先端から下方又は斜め下方へ折れ曲がった折曲部と、上記折曲部の先端からさらに車幅方向外側へ向けて延出した取付部と、から成り、
上記取付部は、前記縦壁部の上端と下端との間であって車幅方向外側へ水平にずれた位置に設けられていることを特徴とする、請求項３に記載の自動車の車体構造。
【請求項５】
前記リインフォース本体部は車幅方向に延びた溝部を有し、
上記溝部が、車幅方向に延びた溝底部と、この底部の車両前側の縁と車両後側の縁とからそれぞれ起立した溝壁部と、から構成されており、
前記縦壁部が上記溝壁部の車幅方向外側のエッジで構成されていることを特徴とする、請求項３又は４に記載の自動車の車体構造。
【請求項６】
前記リインフォース本体部の車幅方向外側の端には、前記突片部が複数設けられており、各突辺部は離間して配設されていることを特徴とする、請求項２〜５の何れかに記載の自動車の車体構造。
【請求項７】
前記ルーフセンターリインフォースは、車両の左右の各Ｂピラーの上端部間に配設されていることを特徴とする、請求項１〜６の何れかに記載の自動車の車体構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は自動車の車体構造に係り、とくに側面衝突された際に車体の変形を抑制するルーフセンターリインフォースとルーフサイドレールとの取付構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
図６に従来の車両のルーフ１００を表した斜視図を示す。ルーフ１００を補強するため、ルーフリインフォース１１０がルーフ１００の車両前後方向における中間部で車幅方向へ延びるようにルーフパネル１０１の下側に配設されている。具体的には、ルーフリインフォース１１０は細長い板状部材であり、左右の側壁のセンターピラー１２０の上端間に亘って車幅方向に沿って水平状に延出している。図中の符号Ｆｒは車両前方を、Ｕｐは車両上方を、ＬＨは車幅方向における左方を示す。
【０００３】
図７は図６のＡ−Ａ線断面図である。ルーフリインフォース１１０の端部１１１にはガセット１３０が結合されている。このガセット１３０は、ルーフリインフォース１１０よりも車幅外側に配置されたルーフサイドレール１４０にも結合されている。
ルーフサイドレール１４０は、ルーフパネル１０１の左右の縁部１０１Ａに固定され、この縁部１０１Ａに沿ってそれぞれ車両前後方向に延びている。図の１５１はボディの外板パネルを構成するサイドメンバアウタパネルであり、１５２はセンターピラーアウタリインフォースである。このサイドメンバアウタパネル１５１がルーフサイドレール１４０のアウタパネルを構成する。さらに、ルーフサイドレール１４０は、サイドメンバアウタパネル１５１の内側にルーフサイドレールアウタリインフォース１４１とルーフサイドレールインナパネル１４２とを備えている。なお、センターピラー１２０の上端部がルーフパネル１０１と接合する領域では、ルーフサイドレールインナパネル１４２は、センターピラーの１２０のインナーパネルで構成されている。各パネルのフランジは接合されて閉断面Ｓが構成されている。
【０００４】
ガセット１３０は、ルーフサイドレール１４０の傾斜した面１４２Ａに固定される傾斜部１３１と、この傾斜部１３１の上端から車幅方向へ向けて水平状に延出しルーフリインフォース１１０の端部１１１に固定される水平部１３２と、から構成されている。傾斜部１３１と水平部１３２とには、ボルト挿通用の穴１３１Ａ，１３２Ａが形成されており、これらの穴１３１Ａ，１３２Ａに対応した穴１４２Ｂ，１１１Ａがルーフサイドレールインナパネル１４２とルーフリインフォース１１０の端部１１１にも形成されている。ナット１５２を穴に通したボルト１６１に螺合させることで、ガセット１３０がルーフサイドレール１４０とルーフリインフォース１１０とに固定される。
【０００５】
このようなガセット１３０は、ルーフリインフォース１１０を補強するだけでなく、他の車両が側面衝突した場合、その衝撃をセンターピラー１２０，ルーフサイドレール１４０からルーフリインフォース１１０へ伝達する役割を果たしている。
【０００６】
このようにルーフサイドレールとルーフリインフォースとの間で両者を繋ぐようにガセットを設けた自動車の車体構造が特許文献１に開示されている。
【特許文献１】特開２００５−５９６４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、図７に示す構造では、ルーフリインフォース１１０とルーフサイドレール１４０との間にガセット１３０を設けていることから、車両製造時にガセット１３０をルーフリインフォース１１０とルーフサイドレール１４０とに個々に組み付ける作業が必要であるが、ガセット１３０を廃止した構造においてルーフリインフォースが側面衝突時の車両変形を抑制する骨格部材としての機能を十分に発揮させることができれば、構造を簡素化することができ、これにより、質量の削減だけでなく、製造時の組み付け作業を省略することができる。
【０００８】
本発明は上記問題を解決するために創作されたものであり、側面衝突時にルーフリインフォースに荷重を伝達させてボディ変形を有効に抑制できると共に、製造コストや車体重量を低減させることできる、自動車の車体構造を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明は、ルーフパネルにおける前後方向の中間部で車幅方向に延びたルーフセンターリインフォースと、ルーフパネルの左右の縁部に固定され、縁部に沿ってそれぞれ車両前後方向に伸びたルーフサイドレールと、を備えた自動車の車体構造であって、ルーフセンターリインフォースは、車幅方向に沿って長手のリインフォース本体部と、このリインフォース本体部の車幅方向外側の端に設けられた自由変形部と、を備え、リインフォース本体部は、自由変形部を介してルーフサイドレールのフランジと連結されており、側面衝突時に車幅方向内側への荷重によって自由変形部が変形して、ルーフサイドレールのフランジをリインフォース本体部の端に当てることを特徴としている。
【００１０】
本発明の自動車の車体構造において、好ましくは、自由変形部は、リインフォース本体部の車幅方向外側の端から延出した板状の突片部で成ることを特徴としている。この場合、リインフォース本体部の車幅方向外側の端には縦壁部が形成されており、側面衝突時に、車幅方向内側への荷重によって突片部が変形してルーフサイドレールのフランジが縦壁部に当たることが望ましい。
突片部は、好ましくは、リインフォースの端から車幅方向に沿って延出した水平部と、水平部の先端から下方又は斜め下方へ折れ曲がった折曲部と、折曲部の先端からさらに車幅方向外側へ向けて延出した取付部と、から成り、取付部は、縦壁部の上端と下端との間であって車幅方向外側へ水平にずれた位置に設けられている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ルーフリインフォース本体部が、側面衝突時に車体が衝突荷重によって自由に変形できる空間に設けられた自由変形部、例えば板状の突片部を介してルーフサイドレールに接合されているため、側面衝突時にセンターピラーの上端部とルーフセンターリインフォースとの接合周辺領域において、剛性の弱い自由変形部（突片部等）を優先して変形させ、ルーフサイドレールのフランジをルーフセンターリインフォースの端に当てるようにセンターピラーの上端部周辺における構造の変形をコントロールする。
これにより、側面衝突時に、車体の変形の抑制に有効なルーフセンターリインフォースを確実に活用させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態を説明する。図中の符号Ｆｒは車両前方を、Ｕｐは車両上方を、ＬＨは車幅方向における左方を示す。
本実施形態の車体構造１は、センターピラーとルーフサイドレールとが接合する部位周辺の構造に関するものである。図１は車体構造１を示す断面図であり、図６に示す車体を例にすると、車体の骨格を成すセンターピラーとルーフサイドレールとが接合する車両側部における上縁で車両の前後方向中間の領域α周辺の車幅方向に沿った鉛直断面を示している。
【００１３】
車体構造１は、図１に示すように、ルーフパネル１０における前後方向の中間部で車幅方向に延びたルーフセンターリインフォース２０と、ルーフパネル１０の左右の縁部１１に固定され、縁部１１に沿ってそれぞれ車両前後方向に伸びたルーフサイドレール３０と、を備えている。
【００１４】
ルーフパネル１０は、車体上面の外壁を成すパネル部材である。このルーフパネル１０の左右の縁部１１には、下方へ折れ曲がった屈曲部１１Ａと、この屈曲部１１Ａの下端から車幅方向外側へ水平状に突出したフランジ１１Ｂと、が形成されている。
【００１５】
ルーフサイドレール３０は、ルーフパネルの左右の縁部１１に固定され、この縁部１１に沿ってそれぞれ車両前後方向に延びている。図１において３１はボディの外板パネルを構成するサイドメンバアウタパネルであり、３２はセンターピラーアウタリインフォースである。このサイドメンバアウタパネル３１がルーフサイドレール３０のアウタパネルを構成している。さらに、ルーフサイドレール３０は、サイドメンバアウタパネル３１の内側にルーフサイドレールアウタリインフォース３３とルーフサイドレールインナパネル３４とを備えている。なお、センターピラー４０（図２参照）の上端部がルーフパネル１０と接合する領域では、ルーフサイドレールインナパネル３４は、センターピラーのインナーパネルで構成されている。なお、各パネルのフランジが接合されて閉断面Ｓ１が構成されている。
【００１６】
具体的には、図１に示すように、サイドメンバアウタパネル３１は鉛直断面形状がハット型を成し、車幅方向外側であってやや上方へ向けて凸になるように車体に配設されている。また、ルーフサイドレールインナパネル３４は、サイドメンバアウタパネル３１における二つのフランジ３１Ａ，３１Ｂ間の開口を塞ぐよう、フランジ３１Ａ，３１Ｂに掛け渡されてサイドメンバアウタパネル３１に接合されている。このルーフサイドレールインナパネル３４は平板状のパネル部材であり、車両外側にいくにつれて下がるよう傾けて配設されている。
【００１７】
サイドメンバアウタパネル３１のルーフ側のフランジ３１Ａは、ルーフサイドレールインナパネル３４の上端部から車幅方向内側へ延出したフランジ３４Ａとで、ルーフサイドレールアウタリインフォース３３の車幅方向内側へ延出したフランジ３３Ａとを挟んだ状態でスポット溶接されて、各フランジ３１Ａ，３３Ａ，３４Ａは一体に接合されている。以下、３つの各フランジ３１Ａ，３３Ａ，３４Ａを重ね合わせた部位を、ルーフサイドレール３０のフランジと称し、符号Ａを付す。このフランジＡは、図１に示すように、車幅方向内側へ向けて水平に延出している。
【００１８】
以上の構成は、図７に示す従来の構造と同様であるが、本発明の実施形態に係る車体構造１は以下のように構成されている点に特徴がある。
本実施形態ではルーフパネル１０を補強するルーフセンターリインフォース２０が、図１に示すように、車幅方向に沿って長手のリインフォース本体部２１と、このリインフォース本体部２１の車幅方向外側の端から延出した突片部２２と、を備えている。
【００１９】
リインフォース本体部２１は、図２に示すように、車幅方向に延びた２つの溝部２３，２４を備えている。なお、溝部の数は２つに限定されるものではなく、３つの以上の複数であってもよく単一個であっても良い。
各溝部２３，２４は車両前後方向に離間して車幅方向に延出しており、図３に示すようにそれぞれ車幅方向に延びた溝底部２３Ａ，２４Ａと、これらの溝底部２３Ａ，２４Ａの車両前側の縁と車両後側の縁とからそれぞれ起立した溝壁部２３Ｆ（前側），２３Ｂ（後側），２４Ｆ（前側），２３Ｂ（後側）と、から構成されている。なお、図３に示すように、両溝底部２３Ａ，２４Ａの近接する二つの溝壁部２３Ｂ，２４Ｆの上端部は平らな連結部２５を介して繋がっている。また、溝部２３の車両前側の溝壁部２３Ｆの上端からは車両前方へ向けて、第１平板部２６が水平に延出している。同様に、溝部２４の車両後側の溝壁部２４Ｂの上端からは車両後方へ向けて、第２平板部２７が水平に延出している。
【００２０】
本実施形態では、ルーフセンターリインフォース２０の突片部２２は、図３に示すように、リインフォース本体部２１の車両前後方向に離間して配設されている前側の第１平板部２６と後側の第２平板部２７の端、即ち、車幅方向外側の端からそれぞれ延出している。具体的には、各突片部２２は、リインフォースの端から車幅方向に沿って延出した水平部２２Ａと、この水平部２２Ａの先端から斜め下方へ折れ曲がった折曲部２２Ｂと、この折曲部２２Ｂの先端からさらに車幅方向外側へ向けて水平に延出した取付部２２Ｃと、から構成されている。
この突片部２２の取付部２２Ｃは、図１に示すように、ルーフパネル１０のフランジ端１１Ｂに接合されている。
【００２１】
さらに本実施形態に係るルーフセンターリインフォース２０には、図１に示すように、リインフォース本体部２１の車幅方向外側の端に、ルーフサイドレール３０のフランジＡと対向する縦壁部２９が形成されている。
なお、本実施形態では、この縦壁部２９は図３に示すようにルーフセンターリインフォース２０の溝部２３，２４を構成する溝壁部２３Ｆ，２３Ｂ，２４Ｆ，２３Ｂにおける車幅方向外側のエッジで構成されている。なお、縦壁部２９は、前後の溝壁部２３Ｆ，２３Ｂ，２４Ｆ，２４Ｂにおける両エッジを板状部材で繋げて、面を有する部材として構成されてもよい。
この縦壁部２９に関連して、ルーフサイドレール３０のフランジＡは、車幅方向水平方向で縦壁部２９と対向するように、その配置が選定されている。ルーフサイドレール３０のフランジＡと接合される突片部２２の取付部２２Ｃも、フランジＡと同様に、縦壁部２９の上端と下端との間であって車幅方向外側へ水平にずれた位置に設けられている。
また、この縦壁部２９の高さＨ（図１参照）は、１０ｍｍ程度に選定されている。
【００２２】
このような構成において、図４に示すように、ルーフサイドレール３０のフランジＡと、リインフォース本体部２１の車幅方向外側の端、即ち縦壁部２９との間には、距離Ｄの隙間Ｓ２が画成される。この隙間Ｓ２は、他の車両が側面衝突した際に、車体が衝突荷重によって自由に変形できる空間として画成されており、特にこの隙間Ｓ２を車幅方向に横断するように設けられた前述の突片部２２は、本実施形態における車体構造１において、側面衝突時に自由に変形することができる部位、即ち、自由変形部として設けられている。
【００２３】
本実施形態に係る車体構造１は以上のように構成され、他の車両が側面衝突した際、その衝撃がセンターピラー４０及びルーフサイドレール３０を介してルーフセンターリインフォース２０に伝わる。特に、ルーフセンターリインフォース２０に衝撃が加わる際、センターピラー４０の上部及びルーフサイドレール３０が室内側へ移動しようとし、その荷重が突片部２２に作用する。この突片部２２では、リインフォース本体部２１から延出した水平部２２Ａと、ルーフサイドレール３０のフランジＡに接合した取付部２２Ｃとが、車両上下方向において異なる高さの位置に配設されていて、両者は折曲部２２Ｂを介して連結されているため、取付部２２Ｃから水平内側に荷重が作用すると、突片部２２は座屈する。
このように、取付部２２Ｃが変形することで、図５に示すように、ルーフサイドレール３０のフランジＡがリインフォース本体部２１の端に形成された縦壁部２９に衝突する。
その後、さらに側面衝突による衝撃によって、センターピラー４０の上部及びルーフサイドレール３０が車幅方向内側へ移動しようとするが、ルーフセンターリインフォース２０がそれらの移動を規制する。
【００２４】
このように本実施形態に係る車体構造１によれば、ルーフリインフォース本体部が、側面衝突時に車体が衝突荷重によって自由に変形できる空間に設けられた自由変形部としての突片部２２を介してルーフサイドレール３０に接合されているため、側面衝突時にセンターピラー４０の上端部とルーフセンターリインフォース２０との接合周辺領域において、剛性の弱い上記自由変形部としての突片部２２を優先して変形させ、ルーフサイドレール３０のフランジＡをルーフセンターリインフォース２０の端に当てるようにセンターピラー４０の上端部周辺における構造の変形をコントロールする。
これにより、側面衝突時に、車体の変形の抑制に有効なルーフセンターリインフォース２０を確実に活用させることができる。
なお、本実施形態に係る車体構造によれば、図７の構造における「ガセット１３０」等の支持部材を省略できるので、製造コストなどを低減できる。
また、本実施形態に係る車体構造１によれば、ＢＲＩＣ’ｓ市場に適したルーフセンターリインフォースの低価格構造を実現できる。
【００２５】
以上説明したが、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲において様々な形態で実施をすることができる。
自由変形部の形状は上記の突片に限定されるものではない。例えば、断面Ｌ型やコ字型の鋼材をリインフォース本体部とルーフサイドレール３０のフランジＡとを繋ぐ部材とし、さらにこれが自由変形部として機能するように、その周辺構造によりも剛性を低くさせて構成されればよい。断面Ｌ型や断面コ字型の鋼材や円筒状や角筒状の鋼材であれば、それらの鋼材車幅方向に沿って長手になるように構成すると共に、その長手方向に側面衝突時における圧縮荷重が加わった際に、例えば座屈するように、その長手の中間部位にノッチ等の切り込みを設けたりして構成されてもよい。
突片の形状も上記構成例に限られるものではなく、ルーフセンターリインフォースの片側の端に設けられる突片等の自由変形部の数も上記実施形態に限られるものではない。
また、本発明の車体構造は、車両の左右の各Ｂピラーの上端部間に配設されるルーフセンターリインフォースとルーフサイドレールとの接合箇所の構造に限られるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施形態に係る車体構造を示す断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る車体構造の斜視図である。
【図３】本発明の実施形態に係る車体構造のルーフセンターリインフォースの部分斜視図である。
【図４】本発明の実施形態に係る車体構造の側面衝突前の部分断面図である。
【図５】本発明の実施形態に係る車体構造の側面衝突後の部分断面図である。
【図６】従来の車両のルーフを示す斜視図である。
【図７】図６のＡ−Ａ線断面図である。
【符号の説明】
【００２７】
１      車体構造
１０    ルーフパネル
１１    縁部
１１Ａ  屈曲部
１１Ｂ  フランジ
２０    ルーフセンターリインフォース
２１    リインフォース本体部
２２    突片部
２２Ａ  水平部
２２Ｂ  折曲部
２２Ｃ  取付部
２３，２４    溝部
２３Ａ  溝底部
２３Ｂ，２４Ｂ  溝壁部
２３Ｆ，２４Ｆ  溝壁部
２５    連結部
２６    第１平板部
２７    第２平板部
２９    縦壁部
３０    ルーフサイドレール
３１    サイドメンバアウタパネル
３３    ルーフサイドレールアウタリインフォース
３４    ルーフサイドレールインナパネル
４０    センターピラー
Ａ，３１Ａ，３３Ａ，３４Ａ    フランジ
Ｄ      距離
Ｓ１    閉断面
Ｓ２    隙間
【図１】
2009214561.tif 000003
【図２】
2009214561.tif 000004
【図３】
2009214561.tif 000005
【図４】
2009214561.tif 000006
【図５】
2009214561.tif 000007
【図６】
2009214561.tif 000008
【図７】
2009214561.tif 000009