自動車のルーフ構造

【課題】車両側面衝突時に、ルーフリインフォースの端部の変形モードが安定するようにした自動車のルーフ構造を提供する。
【解決手段】自動車のルーフ両側縁に沿って設けた一対のルーフサイドレール１１と、これらのルーフサイドレールを横方向に互いに連結して取り付けたルーフリインフォース１２と、を備え、ルーフリインフォースの両端部の中央から車幅方向外側に延びる延長部１２ａが、ルーフサイドレールの内側に突出したレールフランジの下側で下方に屈曲して縦壁１２ｂを形成すると共に、この縦壁から屈曲部を介して下方に延びる接続部１２ｄがルーフサイドレールインナに連結しており、車両側面衝突時に、ルーフリインフォース１２の端部がルーフサイドレールのフランジの端縁に当接すると共に、ルーフリインフォースの縦壁１２ｂがルーフサイドレールインナの腹面１１ｆに当接する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ルーフサイドレールとルーフリインフォースとを備えた自動車のルーフ構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、図６及び図７に示すように、自動車のルーフ構造１は、ルーフの両側縁に沿って延びる一対のルーフサイドレール２と、これらのルーフサイドレール２をその長手方向中央付近で横方向に互いに連結するルーフリインフォース３と、を備えている。
【０００３】
ルーフサイドレール２は、図８に示すように、二枚の鋼板、即ち内側のレールインナ２ａと、外側のレールアウタ２ｂと、から構成されており、これらのレールインナ２ａとレールアウタ２ｂとの間に補強のためのレールアウタリインフォース２ｃが配置されている。
これらのレールインナ２ａ，レールアウタ２ｂ及びレールアウタリインフォース２ｃは、その上方内側に突出するレールフランジ２ｄを構成するよう、各端部を互いに重ねて溶接等によって接続されている。また、ルーフサイドレール２は、図６及び図７に示すように、その下端がセンタピラー５に連結されている。
【０００４】
ルーフリインフォース３は、図８に示すように、二枚の鋼板、即ち上方のルーフリインフォースアッパー（以下、アッパーという）３ａと、下方のルーフリインフォースロア（以下、ロアという）３ｂを重ね合わせて互いに接合することで構成されており、ルーフパネル４の下方に配置されている。
【０００５】
このルーフリインフォース３は、図８に示すように、そのアッパー３ａ及びロア３ｂの互いに重ねて接合された先端部３ｃが、ルーフサイドレール２の上端から内側に向かって突出するレールフランジ２ｄの上に載るように配置されている。
【０００６】
このような構成のルーフ構造１によれば、図９に示すように、車両側面衝突時に左方から衝撃力Ｆが作用したとき、ルーフリインフォース３の先端部３ｃが矢印Ａで示すようにルーフサイドレール２のレールフランジ２ｄの下側に潜り込んでルーフリインフォース３が破線で示す位置へ移動しないで、矢印Ｂで示す方向へ移動して、レールフランジ２ｄの上側にすり抜けて、ルーフリインフォース３が実線で示す位置へ移動する。
このため、ルーフサイドレール２から下方に向かって延びるように連結された例えばセンタピラー５の上部が、車室内側に倒れ込んでルーフサイドレールが折損する虞があり、車室内側への侵入量が大きくなって、ルーフリインフォース３による側突対応の効果が十分に得られない可能性がある。
【０００７】
これに対して、図１０に示すように、ルーフリインフォース３の両端をルーフサイドレール２に連結するブラケット６を備えたルーフ構造も知られている。このブラケット６は鋼製であって、全体として屈曲した断面形状を有していて、一端６ａがルーフリインフォース３のロア３ｂの下面に螺着され、また他端６ｂがルーフサイドレール２のレールインナ２ａに対して螺着されている。
【０００８】
この構成のルーフ構造によれば、図１１に示すように、車両側面衝突時に左方から衝撃力Ｆが作用したとき、ルーフリインフォース３のレールフランジ２ｄの上側へのすり抜けが規制される。これにより、ルーフリインフォース３の端部３ｄが矢印Ｃで示すように、確実にレールフランジ２ｄの下側に潜り込んで、ルーフサイドレール２そしてＢピラーの車室内側への侵入が抑制される。
【０００９】
また、ブラケット６は、図１２に示すように、上述したブラケット６の一端６ａから車幅方向内側に延びる挿入部６ｃが、ルーフリインフォース３のアッパー３ａとロア３ｂとの間に挿入されていてもよい。この場合、車両側面衝突時に左方から衝撃力Ｆが作用したとき、同様に図１３に示すようにしてルーフリインフォース３のレールフランジ２ｄの上側へのすり抜けが規制される。
【００１０】
特許文献１には、車体上部を重量化することなく側突時にセンタピラーが車室内に侵入する量を低減することができる車体上部構造が開示されている。
【００１１】
特許文献２には、閉断面を有するルーフリインフォースに対してその断面中心にルーフサイドレール側から側突荷重を確実に伝達できるようにした車体上部構造が開示されている。
【特許文献１】特開２００６−１９２９９８号公報
【特許文献２】特開２００７−０８３８３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上述したブラケット６を備えた自動車のルーフ構造１においては、搭載要件として、図１４に示すように、ルーフリインフォース３の互いに接合された先端部３ｃを除く端部３ｄとルーフサイドレール２のレールフランジ２ｄの先端との間の間隔ｄ１を５ｍｍ確保する必要がある。従って、ルーフリインフォース３の端部３ｄと、ルーフサイドレール２のレールインナ２ａの腹面２ｅとの間の距離ｄ２が、車両側面衝突時におけるルーフサイドレール２のルーフリインフォース３に対する空走距離になってしまう。
【００１３】
ここで、自動車の組立時における建付け精度によって、上記間隔ｄ１（＝５ｍｍ）を確保すると、この空走距離ｄ２にバラツキが発生することになる。このため、車両側面衝突時におけるルーフリインフォース３の端部３ｄの変形モードがこのバラツキの影響を受けて不安定になり、変形タイミングにバラツキが生ずる可能性がある。また、ブラケット６が必要であることから部品点数が多くなり、部品コスト及び組立コストが高くなってしまう。
【００１４】
本発明は以上の点に鑑み、車両側面衝突時にルーフリインフォースの端部の変形モードを安定化させる自動車のルーフ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】
【００１５】
上記目的を達成するため、本発明は、自動車のルーフ両側縁に沿って設けられた一対のルーフサイドレールと、これらのルーフサイドレールを横方向に互いに連結するように取り付けられたルーフリインフォースと、から成る自動車のルーフ構造において、ルーフリインフォースの両端部の中央から車幅方向外側に延びる延長部が、ルーフサイドレールの内側に突出したレールフランジの下側で下方に屈曲して縦壁を形成すると共に、この縦壁から屈曲部を介して下方に延びる接続部がルーフサイドレールインナに連結されており、車両側面衝突時に、ルーフリインフォースの端部がルーフサイドレールのフランジ端縁に当接すると共に、ルーフリインフォースの縦壁がルーフサイドレールインナの腹面に当接することを特徴としている。
本発明の自動車のルーフ構造において、好ましくは、ルーフリインフォースの両端部がレールフランジの内側で車両上下方向に延びた壁部を備え、この壁部の車幅外側の端縁がレールフランジの端縁と対向している。
【００１６】
本発明による自動車のルーフ構造において、好ましくは、ルーフサイドレールのレールアウタリインフォースがレールフランジ内端からさらに車幅方向内側に突出する延長部を有しており、この延長部が前記ルーフリインフォースの上側に位置する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、車両側面衝突時にルーフリインフォースの端部がルーフサイドレールのレールインナの腹面に当接する前に、ルーフサイドレールのレールフランジ端縁に当接すると共に、ルーフリインフォースの延長部に形成された縦壁が、ルーフサイドレールのレールインナの腹面に当接する。
これにより、二箇所でルーフリインフォースがルーフサイドレールに対して突き当てられると共に、ルーフリインフォースの端部の空走距離が大幅に短くなる。
従って、荷重が二箇所に分散されるので、ルーフリインフォースの強度が見かけ上向上することになると共に、ルーフリインフォースの端部における変形モードが安定して、変形バラツキが低減される。
【００１８】
また、ルーフリインフォースの延長部先端の接続部がルーフサイドレールのレールインナの腹面に連結されているので、搭載要件に拘束されることなく、ルーフリインフォースの端部のルーフサイドレールのレールインナの腹面までの距離のバラツキが低減される。
従って、車両側面衝突時に、一方のルーフサイドレールからルーフリインフォースに対して内側に向かって荷重が加えられると、この荷重が、ルーフリインフォースを介して反対側のルーフサイドレールに確実に伝達されるので、一方のルーフサイドレールに加えられる荷重が軽減される。
【００１９】
その際、ルーフリインフォースの両端部から車幅方向外側に延びる延長部が、ルーフサイドレールのレールフランジの下方に位置するので、ルーフリインフォースの端部がレールフランジの上方にすり抜けてしまうことがない。
従って、車両側面衝突による衝撃が確実に吸収されることになり、ルーフリインフォースの軸入力荷重が高められる。これにより車両側面衝突性能が向上する。
【００２０】
ルーフサイドレールのレールアウタリインフォースが、レールフランジ内端からさらに車幅方向内側に突出する延長部を有しており、この延長部が、ルーフリインフォースの上側に位置する場合には、車両側面衝突時に、ルーフリインフォースの端部のレールフランジの上方へのすり抜け、そしてルーフリインフォースの曲げ変形による反り返りが抑制される。
【００２１】
このようにして、本発明によれば、車両側面衝突時に一側のルーフサイドレールから内側に向かって荷重が作用したとき、ブラケットを使用することなく、この荷重がルーフリインフォースを介して反対側のルーフサイドレールにも確実に伝達される。これにより、当該ルーフサイドレールの内側への変形が抑制されると共に、ルーフリインフォースの両端部が、ルーフサイドレールに対してより安定した状態で突き当てられるので、ルーフリインフォースの変形モードが安定して、側面衝突性能が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図面に示した実施形態に基づいて本発明を詳細に説明する。図中のＦｒは車両前方、Ｕｐは車両上方、Ｏｕｔは車幅外方向を示す。
図１は本発明による自動車のルーフ構造の一実施形態の構成を示している。
図１において、自動車のルーフ構造１０は、図６に示した自動車のルーフ構造とほぼ同様に構成されており、ルーフの両側縁に沿って延びる一対のルーフサイドレール１１と、これらのルーフサイドレール１１をその長手方向中央付近で横方向に互いに連結するルーフリインフォース１２と、を備えている。
【００２３】
ルーフサイドレール１１は、図８に示した従来のルーフサイドレール２と同様にして、二枚の鋼板、即ち内側のレールインナ１１ａと、外側のレールアウタ１１ｂと、から構成されており、これらのレールインナ１１ａとレールアウタ１１ｂとの間に補強のためのレールアウタリインフォース１１ｃが配置されている。
これらのレールインナ１１ａ，レールアウタ１１ｂ及びレールアウタリインフォース１１ｃは、その上方側で内側へ向けて突出するレールフランジ１１ｄを構成するよう、各端部を互いに重ねて溶接等によって接続されている。
ルーフサイドレール１１は、その下端がセンタピラー（図示せず）に連結されている。
レールアウタリインフォース１１ｃは、図２に示すように、車両前後方向に関してルーフリインフォース１２に対応する領域で、レールフランジ１１ｄの端縁から車幅方向内側に突出する延長部１１ｅを有している。
【００２４】
ルーフリインフォース１２は、一枚の鋼板をプレス成形することで形成されており、ルーフパネル１３の下方に配置されている。
ルーフリインフォース１２は、図３に示すように、その両端部が搭載要件を考慮してルーフサイドレール１１のレールフランジ１１ｄの端縁に対して、所定距離ｄ３だけ離れて位置する部分（後述の部分１２ｇ）を車両前側寄りと車両後側寄りにそれぞれ備え、さらにこれらの前後の部分１２ｇ，１２ｇの間から車幅方向外側に延びる延長部１２ａを備えている。
【００２５】
この延長部１２ａは、図１に示すように、ルーフサイドレール１１のレールフランジ１１ｄの下側で、下方へ屈曲して縦壁１２ｂを形成すると共に、この縦壁１２ｂから屈曲部１２ｃを介して下方に延びる接続部１２ｄを有している。この接続部１２ｄは、ルーフサイドレール１１のレールインナ１１ａに対して螺着によって連結されている。
ここで、縦壁１２ｂは、図３に示すように、車幅方向外側に対向するレールインナ１１ａの腹面１１ｆに対して距離ｄ４だけ離れて位置している。この距離ｄ４は、好ましくは、前述の距離ｄ３より短く選定される。
【００２６】
ルーフリインフォース１２は、図２，図４及び図５に示すように、その全体が車両前後方向に関して、中央部分１２ｅ及び両側部１２ｆが上方に盛り上がるように形成されている。このルーフリインフォース１２の特に中央部分１２ｅの盛り上がり形状に対応して、前述したルーフサイドレール１１の延長部１１ｅは、車両前後方向に関して中央部分が同様に盛り上がるように形成されている。
延長部１１ｅの下側で、ルーフリインフォース１２の中央部分１２ｅから車両の前側及び後側へ延出した低い部分１２ｇが、ルーフサイドレール１１のレールフランジ１１ｄの端縁に対して前述した距離ｄ３（図２参照）だけ離れて対向している。
より詳細には、ルーフリインフォース１２の両端部には、レールフランジ１１ｄの内側、即ち車幅方向における内側で車両上下方向に延びた壁部１２ｈを備え、この壁部１２ｈの車幅外側の端縁１２ｊがレールフランジ１１ｄの端縁と対向しており、これらの車幅方向に沿った直線距離が前述の距離ｄ３に設定されている。
【００２７】
本発明の実施形態による自動車のルーフ構造１０は以上のように構成されており、車両側面衝突時において、図３に示すように左方から衝撃力Ｆが作用したとき、衝撃力Ｆの荷重が左方からルーフサイドレール１１に加えられる。これにより、ルーフサイドレール１１が変形して右方に移動すると、この荷重がルーフリインフォース１２に伝達される。
【００２８】
この伝達の過程では、まずルーフリインフォース１２の延長部１２ａの縦壁１２ｂがルーフサイドレール１１のレールインナ１１ａの腹面１１ｆに接近して、この縦壁１２ｂが腹面１１ｆに当接する。その後、さらにルーフサイドレール１１がルーフリインフォース１２の端部側へ接近して、ルーフリインフォース１２の端部における低い部分１２ｇから側部１２ｆかけて立ち上がった壁部１２ｈの車幅外側の端縁１２ｊが、レールフランジ１１ｄの端縁１１ｇに当接する。
このようにして、車両側面衝突時のルーフリインフォース１２の両端部のルーフサイドレール１１のレールインナ１１ａの腹面１１ｆに突き当たるまでの所謂空走距離が大幅に短くなるので、より早いタイミングで、ルーフリインフォース１２の延長部１２ａの縦壁１２ｂがルーフサイドレール１１のレールインナ１１ａの腹面１１ｆに突き当たることになり、ルーフリインフォース１２の変形モードが安定することになる。
【００２９】
この状態で、さらに荷重でルーフサイドレール１１が左方に変形すると、ルーフリインフォース１２の端部がルーフサイドレール１１のレールフランジ１１ｄの下側に確実に潜り込む。
従って、所謂ルーフリインフォース１２のすり抜けが発生するようなことはなく、ルーフサイドレール１１に作用する衝撃力による荷重がルーフリインフォース１２を介して反対側のルーフサイドレール１１に伝達されるので、車両側面衝突性能が向上する。
このとき、ルーフリインフォース１２の両端部の上方に、ルーフサイドレール１１のレールアウタリインフォース１１ｃの延長部１１ｅが延びているので、ルーフリインフォース１２の曲げ変形による反り返りがこの延長部１１ｅによって抑えられる。
【００３０】
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することができる。
例えば、上述した実施形態においては、ルーフリインフォース１２は、図１に示すようにルーフサイドレール１１の長手方向中央付近に配置されており、センタピラーに整合しているが、これに限らず、例えばルーフサイドレール１１の前端または後端付近に配置され、Ａピラー，Ｃピラーに整合するルーフリインフォースに関しても本発明を適用し得ることは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明による自動車のルーフ構造の一実施形態におけるルーフサイドレールとルーフリインフォースの連結部分を示す部分拡大断面図である。
【図２】図１の自動車のルーフ構造における連結部分をより詳細に示す部分拡大斜視図である。
【図３】図１の自動車のルーフ構造における連結部分の相対位置関係を示す概略断面図である。
【図４】図１の自動車のルーフ構造におけるルーフサイドレールの延長部とルーフリインフォースの端部との関係を示す部分拡大斜視図である。
【図５】図３のＢ−Ｂ線断面図である。
【図６】従来の自動車のルーフ構造の一例の構成を示す概略斜視図である。
【図７】図６の自動車のルーフ構造におけるルーフサイドレール及びルーフリインフォースの連結部分を示す部分拡大斜視図である。
【図８】図６の自動車のルーフ構造におけるルーフサイドレールとルーフリインフォースの連結部分を示す部分拡大断面図である。
【図９】図８の連結部分の車両側面衝突時の変形状態を示す概略断面図である。
【図１０】（Ａ）は従来の自動車のルーフ構造の他の例の構成を示す概略断面図であり、（Ｂ）はブラケットの斜視図である。
【図１１】図１０の自動車のルーフ構造の車両側面衝突時における変形状態を示す概略断面図である。
【図１２】（Ａ）は従来の自動車のルーフ構造のさらに他の例の構成を示す概略断面図であり、（Ｂ）はブラケットの斜視図である。
【図１３】図１２の自動車のルーフ構造の車両側面衝突時における変形状態を示す概略断面図である。
【図１４】図１０及び図１２の自動車のルーフ構造における空走距離を示す概略断面図である。
【符号の説明】
【００３２】
１０ルーフ構造
１１ルーフサイドレール
１１ａレールインナ
１１ｂレールアウタ
１１ｃレールアウタリインフォース
１１ｄレールフランジ
１１ｅ延長部
１１ｆ腹面
１１ｇ端縁
１２ルーフリインフォース
１２ａ延長部
１２ｂ縦壁
１２ｃ屈曲部
１２ｄ接続部
１２ｅ中央部分
１２ｆ側部
１２ｈ壁部
１２ｊ端縁
１３ルーフパネル

【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車のルーフ両側縁に沿って設けられた一対のルーフサイドレールと、これらのルーフサイドレールを横方向に互いに連結するルーフリインフォースと、から成る自動車のルーフ構造において、
上記ルーフリインフォースの両端部の中央から車幅方向外側に延びる延長部が、上記ルーフサイドレールの内側に突出したレールフランジの下側で下方に屈曲して縦壁を形成すると共に、この縦壁から屈曲部を介して下方に延びる接続部がルーフサイドレールインナに連結されており、
車両側面衝突時に、上記ルーフリインフォースの端部が上記ルーフサイドレールのフランジ端縁に当接すると共に、上記ルーフリインフォースの縦壁がルーフサイドレールインナの腹面に当接することを特徴とする、自動車のルーフ構造。
【請求項２】
前記ルーフリインフォースの両端部が前記レールフランジの内側で車両上下方向に延びた壁部を備え、この壁部の車幅外側の端縁が前記レールフランジの端縁と対向していることを特徴とする、請求項１に記載の自動車のルーフ構造。
【請求項３】
前記ルーフリインフォースの縦壁と前記ルーフサイドレールインナの腹面との距離が、前記壁部の車幅外側の端縁と前記レールフランジの端縁との距離よりも短く設定されていて、
側面衝突時に、前記ルーフリインフォースの端部が前記ルーフサイドレールのフランジ端縁に当接する前に、前記ルーフリインフォースの縦壁が前記ルーフサイドレールインナの腹面に当接することを特徴とする、請求項１又は２に記載の自動車のルーフ構造。
【請求項４】
前記ルーフサイドレールのレールアウタリインフォースが、前記レールフランジ内端からさらに車幅方向内側に突出する延長部を有しており、この延長部が前記ルーフリインフォースの上側に位置することを特徴とする、請求項１〜３の何れかに記載の自動車のルーフ構造。

【図１】