車体上部構造
【課題】車両転覆時にルーフの折れモードをコントロールすることにより、車両転覆時における乗員保護性能を向上させることができる車体上部構造を得る。
【解決手段】ルーフセンタリインフォース２２の長手方向の端部２２Ａの近傍には凹溝２６が形成されており、更にその内側には連結ピン２８の先端部２８Ｃが取り付けられている。連結ピン２８の頭部２８Ａはルーフヘッドライニング２４の車両幅方向外側の端部２４Ａ近傍の対向部位に係止されている。従って、車両転覆時になると、低剛性化された凹溝２６を起点としてルーフセンタリインフォース２２及びルーフパネル１４がキャビン１２の外側へ屈曲され、それに伴って連結ピン２８に引っ張られてルーフヘッドライニング２４の凹溝対向部位２４Ｂも同方向へ屈曲される。その結果、乗員の頭部との接触を回避又は緩和でき、乗員保護性能を向上させることができる。
【解決手段】ルーフセンタリインフォース２２の長手方向の端部２２Ａの近傍には凹溝２６が形成されており、更にその内側には連結ピン２８の先端部２８Ｃが取り付けられている。連結ピン２８の頭部２８Ａはルーフヘッドライニング２４の車両幅方向外側の端部２４Ａ近傍の対向部位に係止されている。従って、車両転覆時になると、低剛性化された凹溝２６を起点としてルーフセンタリインフォース２２及びルーフパネル１４がキャビン１２の外側へ屈曲され、それに伴って連結ピン２８に引っ張られてルーフヘッドライニング２４の凹溝対向部位２４Ｂも同方向へ屈曲される。その結果、乗員の頭部との接触を回避又は緩和でき、乗員保護性能を向上させることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車体上部を構成するルーフ本体と、このルーフ本体の車両下方側に離間して配置された天井内装材と、を含んで構成された車体上部構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１には、車両転覆時にルーフの変形を抑制するための技術が開示されている。
【０００３】
簡単に説明すると、特許文献１に開示された技術では、ルーフパネルに左側のフロントピラーの上端部と右側のセンタピラーの上端部とを湾曲形状に結ぶ第１補強部材と、右側のフロントピラーの上端部と左側のセンタピラーの上端部とを湾曲形状に結ぶ第２補強部材とを中央部でクロスするように配置している。これにより、第１補強部材と第２補強部材とが交差する部分に発生する曲げモーメントをキャンセルするようになっている。
【特許文献１】特開２００５−２６３０１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記先行技術による場合、以下に説明する点において改良の余地がある。
【０００５】
すなわち、近年、意匠上の理由からルーフの位置を低く設定した車両が市場に投入される傾向がある。その一方で、近年、ルーフを含む周辺部にサンルーフや側面衝突時にルーフサイドレール部の下方にエアバッグがカーテン状に膨張展開する頭部保護エアバッグ装置等の取付部品が設置される車両が増加する傾向にある。
【０００６】
このため、上記先行技術のようなルーフ構造を採り得ない場合も当然出てくる。その場合、車両転覆時にルーフ及び窓枠が変形したり、天井やサンルーフ等が押出されて乗員と接触する可能性がある。
【０００７】
本発明は上記事実を考慮し、車両転覆時にルーフの折れモードをコントロールすることにより、車両転覆時における乗員保護性能を向上させることができる車体上部構造を得ることが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１の発明は、車体上部を構成するルーフ本体と、このルーフ本体の車両下方側に離間して配置された天井内装材と、を含んで構成された車体上部構造であって、前記ルーフ本体又は当該ルーフ本体の下面側に車両幅方向に沿って掛け渡されたルーフ構造部材におけるルーフサイドレール側の所定位置に、ルーフサイドレール側からキャビン側へ向けて所定値以上の荷重が入力されることによりルーフ本体又はルーフ骨格部材をキャビン外側へ向けて屈曲させる脆弱部を設けた、ことを特徴とする。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１記載の車体上部構造において、前記ルーフ本体又は前記ルーフ構造部材における脆弱部の近傍部位と天井内装材又は当該天井内装材に取付けられた天井側取付部材とを略車両上下方向に連結する連結部材を設けた、を有することを特徴とする。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項２記載の車体上部構造において、前記連結部材は、所定値以上の荷重が入力されることにより荷重作用方向へ変形可能とされている、ことを特徴とする。
【００１１】
請求項１記載の本発明によれば、横転等により車両が転覆すると、車体上部を構成するルーフ本体の車両幅方向外側の端部付近（ルーフサイドレール側）に、キャビン側への荷重が入力される。この入力荷重が所定値以上の場合、ルーフ本体又はルーフ本体の下面側に車両幅方向に沿って掛け渡されたルーフ骨格部材が、これらのルーフサイドレール側の所定位置に設定された脆弱部から屈曲される（折れ曲がるように変形する）。ルーフ本体又はルーフ構造部材の屈曲された部分はこのときの屈曲によりキャビンの外側へ変位する（膨らむ）ため、逆に当該屈曲部位の内側には新たなスペースが形成される。従って、乗員の頭部がルーフ本体やルーフ構造部材といったボディー側構成部材と当接するのを回避又は緩和することができる。すなわち、本発明によれば、ルーフ又はルーフ骨格部材の折れモードをコントロールすることにより、乗員の頭部がこれらの部材から反力を受けるのを回避又は低減することができる。
【００１２】
請求項２記載の本発明によれば、ルーフ本体又はルーフ構造部材における脆弱部の近傍部位と天井内装材又は当該天井内装材に取付けられた天井側取付部材とが連結部材によって略車両上下方向に連結されているため、ルーフ本体又はルーフ構造部材が脆弱部を起点として屈曲すると、天井内装材、天井側取付部材が設置されている場合には天井側取付部材が、連結部材によってルーフ本体又はルーフ構造部材の変形方向へ引っ張られる。従って、天井内装材又は天井側取付部材もルーフ本体又はルーフ構造部材と同様の変形モードで変形し、乗員の頭部が天井内装材又は天井側取付部材に当接するのを回避又は緩和することができる。
【００１３】
請求項３記載の本発明によれば、連結部材は所定値以上の荷重が入力されることにより荷重作用方向へ変形可能とされているので、仮にルーフ本体又はルーフ構造部材及び天井内装材及び天井側取付部材が、予定した変形モードで変形した状態で、尚も乗員の頭部が天井内装材又は天井側取付部材に当接した場合には連結部材が荷重作用方向に変形することにより所定のエネルギー吸収がなされる。
【発明の効果】
【００１４】
以上説明したように、請求項１記載の本発明に係る車体上部構造は、車両転覆時にルーフの折れモードをコントロールすることにより、車両転覆時における乗員保護性能を向上させることができるという優れた効果を有する。
【００１５】
請求項２記載の本発明に係る車体上部構造は、ルーフ本体又はルーフ骨格部材といったボディー側構成部材だけでなく、天井内装材又は天井側取付部材といった内装側構成要素をも同様の折れモードにすることにより、車両転覆時における乗員保護性能をより一層向上させることができるという優れた効果を有する。
【００１６】
請求項３記載の本発明に係る車体上部構造は、連結部材が変形可能に構成されているので、車両転覆時における乗員保護性能を更に向上させることができるという優れた効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
〔第１実施形態〕
以下、図１〜図３を用いて、本発明に係る車体上部構造の第１実施形態について説明する。なお、これらの図において適宜示される矢印ＦＲは車両前方側を示しており、矢印ＵＰは車両上方側を示しており、矢印ＩＮは車両幅方向内側を示しており、矢印ＯＵＴは車両幅方向外側を示している。
【００１８】
図１には、本発明に係る車体上部構造が適用された車体上部１０を車両幅方向に沿って切断した状態が示されている。この図に示されるように、キャビン１２の上端部を構成する車体上部１０の最外側には、ルーフ本体としてのルーフパネル１４が配設されている。ルーフパネル１４の両サイドには、車両前後方向に沿ってルーフサイドレール１６が配設されている。なお、ルーフサイドレール１６は、ルーフサイドレールアウタパネル１８とルーフサイドレールインナパネル２０とによって閉断面構造に構成されており、その車両幅方向内側に位置するフランジ部１６Ａにルーフパネル１４の車両幅方向外側の端部１４Ａ（の端末部）がスポット溶接により接合されている。
【００１９】
上述したルーフパネル１４の車両前後方向の中間部付近の下方側には、ルーフ構造部材としてのルーフセンタリインフォース２２が車両幅方向に沿って延在されている。ルーフセンタリインフォース２２は断面ハット形状に形成された長尺状の部材として構成されており、図示しない前後のフランジ部がマスチックでルーフパネル１４の下面に接着されることにより取り付けられている。なお、図１には、ルーフセンタリインフォース２２の底部が図示されている。また、ルーフセンタリインフォース２２の長手方向の端部２２Ａ（の端末部）は、ルーフサイドレールインナパネル２０にスポット溶接により接合されている。なお、この第１実施形態では、ルーフセンタリインフォース２２を断面ハット形状の長尺状の部材として構成したが、これに限らず、後述する第２実施形態のような帯板状のものでもよく、更にはパイプ状のものやロッド状のものでもよく、どのような構造及び断面形状のルーフ構造部材を適用するかは、ルーフ構造部材に求められる要求特性に応じて適宜変更される。
【００２０】
さらに、上記ルーフセンタリインフォース２２よりも車両下方側には、天井内装材としのルーフヘッドライニング（成形天井又は内装トリムということもある）２４が略平行に配設されている。ルーフヘッドライニング２４は、一例として基材層と基材層に被覆される表皮層とを含んで構成されている。
【００２１】
ここで、上述したルーフセンタリインフォース２２の長手方向の端部２２Ａの近傍下面には、脆弱部としての凹溝２６が車両前後方向に沿って形成されている。従って、凹溝２６が形成された部位ではルーフセンタリインフォース２２の板厚が薄くなっており、ルーフセンタリインフォース２２の一般部２２Ｂに比べて低剛性化されている。
【００２２】
さらに、上記ルーフセンタリインフォース２２の凹溝２６の近傍（車両幅方向内側）部位（以下、「凹溝近傍部位２２Ｃ」と称す）とルーフヘッドライニング２４の車両幅方向外側の端部２４Ａの近傍部位（以下、「凹溝対向部位２４Ｂ」と称す）とは、連結部材としての連結ピン２８によって車両上下方向に連結されている。
【００２３】
連結ピン２８は、頭部２８Ａ、とその軸芯部に配置された軸部２８Ｂと、軸部２８Ｂの先端部に形成された球状の先端部２８Ｃと、によって構成されている。ルーフヘッドライニング２４には連結ピン挿通孔３０が形成されており、連結ピン２８はルーフヘッドライニング２４の下方側から連結ピン挿通孔３０内へ挿通され、先端部２８Ｃがルーフセンタリインフォース２２の凹溝近傍部位２２Ｃに溶接等されることにより取り付けられている。なお、連結ピン２８に替えて、クリップ等を使ってもよい。
【００２４】
なお、ルーフパネル１４の前端部の下面側に車両幅方向に沿って延在するフロントヘッダリインフォース（第１実施形態では図示を省略しているが、後述する第２実施形態では図示されているので、そちらを参照されたい）にも同様の構成が付加されている。
【００２５】
（本実施形態の作用並びに効果）
次に、本実施形態の作用並びに効果について説明する。
【００２６】
図３に示されるように、車両３２が転覆すると、車両３２の上側角部（図３のＱ線矢視部）に相当するルーフサイドレール１６からキャビン１２側へ向けて荷重Ｆが入力される。なお、この場合の荷重Ｆは、例えば、路面３４等から入力される荷重である。
【００２７】
ここで、本実施形態に係る車体上部構造では、ルーフセンタリインフォース２２の長手方向の端部２２Ａの近傍に脆弱部（又は低剛性部）としての凹溝２６を設定したので、車両転覆時の入力荷重Ｆが所定値以上であれば、図２に示されるように、ルーフセンタリインフォース２２の長手方向の端部２２Ａが、剛性が急変する凹溝２６を起点としてキャビン１２側へ屈曲される。なお、この屈曲挙動に呼応してルーフパネル１４の車両幅方向外側の端部１４Ａもキャビン１２側へ折れ曲がる。
【００２８】
ルーフセンタリインフォース２２の凹溝近傍部位２２Ｃとルーフヘッドライニング２４の凹溝対向部位２４Ｂとは連結ピン２８によって相互に連結されているため、上記の如く、ルーフセンタリインフォース２２の長手方向の端部２２Ａがキャビン１２の外側へ屈曲されると、これに伴って連結ピン２８の頭部２８Ａによってルーフヘッドライニング２４の車両幅方向外側の端部２４Ａが同方向へ強制的に引っ張られる。このため、ルーフヘッドライニング２４の車両幅方向外側の端部２４Ａもルーフセンタリインフォース２２の長手方向の端部２２Ａと同様にキャビン１２の外側へ屈曲される。
【００２９】
その結果、キャビン１２における当該屈曲部位の内側には、新たなスペースＳ（図２に二点鎖線で示すエリア）が形成されてキャビン１２が拡張される。従って、乗員の頭部（図２に矢印Ｐで示す）が、ルーフヘッドライニング２４を間に介してルーフセンタリインフォース２２やルーフパネル１４といったボディー側構成部材と当接するのを回避又は緩和することができる。すなわち、本実施形態に係る車体上部構造によれば、車両転覆時のルーフセンタリインフォース２２更にはルーフパネル１４の折れモードをコントロールすることにより、乗員の頭部がこれらの部材から反力を受けるのを回避又は低減することができる。その結果、本実施形態によれば、車両転覆時における乗員（頭部の）保護性能を向上させることができる。
【００３０】
また、本実施形態に係る車体上部構造では、上記の如く、連結ピン２８によってルーフセンタリインフォース２２の凹溝近傍部位２２Ｃとルーフヘッドライニング２４の凹溝対向部位２４Ｂとを連結し、ルーフセンタリインフォース２２の長手方向の端部２２Ａの屈曲動作を利用してルーフヘッドライニング２４の車両幅方向外側の端部２４Ａも同じ屈曲動作をするようにしたので、乗員の頭部Ｐがルーフヘッドライニング２４に当接して反力を受けることをも回避又は緩和することができる。従って、本実施形態によれば、車両転覆時における乗員（頭部の）保護性能をより一層向上させることができる。
【００３１】
〔第２実施形態〕
次に、図４を用いて、本発明に係る車体上部構造の第２実施形態について説明する。なお、前述した第１実施形態と同一構成部分については、同一番号を付してその説明を省略する。
【００３２】
図４に示されるように、この第２実施形態では、ルーフパネル１４の車両幅方向外側の端部１４Ａの近傍に車両前後方向に沿って延在する脆弱部としてのビード４０が形成されている。なお、ビード４０の断面形状は上下逆向きの略Ｕ字状とされている。
【００３３】
また、ルーフセンタリインフォース４１の長手方向の端部４１Ａ及びルーフパネル１４の前端部の下方側に配置される帯板状のフロントヘッダリインフォース４２の長手方向の端部４２Ａには、ビード４０と対向する位置に別のビード４４が形成されている。このビード４４の断面形状も上下逆向きの略Ｕ字状とされている。
【００３４】
また、ルーフヘッドライニング２４の車両幅方向外側の端部２４Ａとルーフセンタリインフォース４１のビード近傍部位４１Ｂ及びフロントヘッダリインフォース４２の長手方向の端部４２Ａのビード近傍部位４２Ｂとは、連結ピン４６によって車両上下方向に連結されている。なお、この第２実施形態の連結ピン４６は、例えば、ルーフセンタリインフォース４１のビード近傍部位４１Ｂ及びフロントヘッダリインフォース４２の長手方向の端部４２Ａのビード近傍部位４２Ｂの上面にウエルドナットを設定するのであれば、ボルトを使えばよいし、リベット等も使用可能である。
【００３５】
（作用・効果）
上記構成によっても、前述した第１実施形態と同様の作用・効果が得られる。すなわち、車両横転時には、ルーフセンタリインフォース４１の長手方向の端部４１Ａ及びフロントヘッダリインフォース４２の長手方向の端部４２Ａがビード４４を起点としてキャビン１２の外側へ折れ、ルーフパネル１４もビード４０を起点としてキャビン１２の外側へ折れ曲がる。つまり、ルーフパネル１４及びルーフセンタリインフォース２２及びフロントヘッダリインフォース４２の折れモードをコントロールすることができる。その結果、車両転覆時における乗員（頭部の）保護性能を向上させることができる。
【００３６】
〔第３実施形態〕
次に、図５を用いて、本発明に係る車体上部構造の第３実施形態について説明する。なお、前述した第１実施形態と同一構成部分については、同一番号を付してその説明を省略する。
【００３７】
図５（Ａ）に示されるように、この第３実施形態では、連結ピン５０に脆弱部（低剛性部）を設けた点に特徴がある。具体的には、連結ピン５０は頭部５０Ａ、軸部５０Ｂ、先端部５０Ｃによって構成されている点は前述した第１実施形態の連結ピン２８と同様であるが、軸部５０Ｂの軸方向中間部に縮径された縮径部５２が形成されている点で前述した第１実施形態の連結ピン２８とは異なる構成となっている。この縮径部５２が形成されたことにより、連結ピン５０は縮径部５２の形成部位で低剛性化されている。
【００３８】
（作用・効果）
上記構成によれば、図５（Ａ）に示される状態から、図５（Ｂ）に示されるように、車両転覆時になると、前述した第１実施形態で説明したのと同じ過程を経てルーフセンタリインフォース２２の長手方向の端部２２Ａ及びルーフパネル１４の車両幅方向外側の端部１４Ａが凹溝２６を起点として屈曲される。また、これに伴い、連結ピン５０で連結されたルーフヘッドライニング２４の車両幅方向外側の端部２４Ａも連結ピン５０の頭部５０Ａに引っ張られて、キャビン１２の外側へ向けて屈曲される。これにより、キャビン１２の上側角部にスペースＳが形成され、乗員の頭部（矢印Ｐ）がルーフヘッドライニング２４を介してルーフセンタリインフォース２２の長手方向の端部２２Ａに当接して反力を受けるのを回避又は低減することができる。
【００３９】
さらにここで、本実施形態では、連結ピン５０の軸部５０Ｂの軸方向中間部に縮径部５２を設けたので、仮に乗員の頭部が連結ピン５０の頭部５０Ａに当接してきたとしても、図５（Ｃ）に示されるように、連結ピン５０が縮径部５２で折れてエネルギー吸収すると共にルーフヘッドライニング２４のキャビン１２の外側への変形を容易にする（図５（C）の二点鎖線図示位置から実線図示位置までルーフヘッドライニング２４は容易に変形して移動する）。その結果、本実施形態によれば、車両転覆時における乗員（頭部の）保護性能を更に向上させることができる。
【００４０】
なお、上記構成では、連結ピン５０の軸部５０Ｂの軸方向中間部に縮径部５２を形成したが、これに限らず、所定値以上の荷重が連結ピン５０の軸方向に入力されることにより変形し、底付き荷重の発生を抑止又は抑制する働きをする構成であればよい。例えば、連結ピン５０を二重管構造にして所定値以上の軸力が入力されることにより、連結ピン５０が軸方向に縮むようにしてもよい。また、上記構成では、連結ピン５０の軸部５０Ｂが縮径部５２から折れて分断するように描かれているが、分断しないように単に折れ曲がるようにしてもよい。例えば、連結ピンを予め二分割しておいて、分割端部同士をヒンジピンで相対回転可能に連結するようにしてもよい。
【００４１】
〔本実施形態の補足説明〕
なお、上述した各実施形態では、連結ピン２８、４６、５０を設定したが、請求項１記載の本発明には連結ピンが存在しない構成も含まれる。この場合においても、ボディー側構成部材であるルーフセンタリインフォース２２やルーフパネル１４をキャビン１２の外側へ屈曲させる作用・効果は得られるので、乗員（頭部の）保護性能は向上される。
【００４２】
また、上述した各実施形態では、連結ピン２８、４６、５０の連結相手は天井内装材であるルーフヘッドライニング２４であったが、これに限らず、ルーフヘッドライニング２４に取り付けられる天井側取付部材であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】第１実施形態に係る車体上部構造の全体構成を変形前の状態で示す横断面図である。
【図２】図１に示される状態から車両転覆時にルーフパネル等が変形した状態を示す横断面図である。
【図３】横転した車両を示す概略正面図である。
【図４】第２実施形態に係る車体上部構造を示す分解斜視図である。
【図５】第３実施形態に係る車体上部構造を示す横断面図であり、（Ａ）は変形前の状態、（Ｂ）はルーフパネル等が変形した状態、（Ｃ）は更に連結ピンが折れた状態をそれぞれ示している。
【符号の説明】
【００４４】
１０ 車体上部
１２ キャビン
１４ ルーフパネル（ルーフ本体）
１４Ａ 車両幅方向外側の端部
１６ ルーフサイドレール
２２ ルーフセンタリインフォース（ルーフ構造部材）
２２Ａ 長手方向の端部
２２Ｃ 凹溝近傍部位（脆弱部の近傍部位）
２４ ルーフヘッドライニング（天井内装材）
２４Ａ 車両幅方向外側の端部
２６ 凹溝（脆弱部）
２８ 連結ピン（連結部材）
３２ 車両
４０ ビード（脆弱部）
４１ ルーフセンタリインフォース（ルーフ構造部材）
４１Ａ 長手方向の端部
４１Ｂ ビード近傍部位
４２ フロントヘッダリインフォース（ルーフ構造部材）
４２Ａ 長手方向の端部
４２Ｂ ビード近傍部位
４４ ビード（脆弱部）
４６ 連結ピン（連結部材）
５０ 連結ピン（連結部材）
５２ 縮径部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車体上部を構成するルーフ本体と、このルーフ本体の車両下方側に離間して配置された天井内装材と、を含んで構成された車体上部構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１には、車両転覆時にルーフの変形を抑制するための技術が開示されている。
【０００３】
簡単に説明すると、特許文献１に開示された技術では、ルーフパネルに左側のフロントピラーの上端部と右側のセンタピラーの上端部とを湾曲形状に結ぶ第１補強部材と、右側のフロントピラーの上端部と左側のセンタピラーの上端部とを湾曲形状に結ぶ第２補強部材とを中央部でクロスするように配置している。これにより、第１補強部材と第２補強部材とが交差する部分に発生する曲げモーメントをキャンセルするようになっている。
【特許文献１】特開２００５−２６３０１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記先行技術による場合、以下に説明する点において改良の余地がある。
【０００５】
すなわち、近年、意匠上の理由からルーフの位置を低く設定した車両が市場に投入される傾向がある。その一方で、近年、ルーフを含む周辺部にサンルーフや側面衝突時にルーフサイドレール部の下方にエアバッグがカーテン状に膨張展開する頭部保護エアバッグ装置等の取付部品が設置される車両が増加する傾向にある。
【０００６】
このため、上記先行技術のようなルーフ構造を採り得ない場合も当然出てくる。その場合、車両転覆時にルーフ及び窓枠が変形したり、天井やサンルーフ等が押出されて乗員と接触する可能性がある。
【０００７】
本発明は上記事実を考慮し、車両転覆時にルーフの折れモードをコントロールすることにより、車両転覆時における乗員保護性能を向上させることができる車体上部構造を得ることが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１の発明は、車体上部を構成するルーフ本体と、このルーフ本体の車両下方側に離間して配置された天井内装材と、を含んで構成された車体上部構造であって、前記ルーフ本体又は当該ルーフ本体の下面側に車両幅方向に沿って掛け渡されたルーフ構造部材におけるルーフサイドレール側の所定位置に、ルーフサイドレール側からキャビン側へ向けて所定値以上の荷重が入力されることによりルーフ本体又はルーフ骨格部材をキャビン外側へ向けて屈曲させる脆弱部を設けた、ことを特徴とする。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１記載の車体上部構造において、前記ルーフ本体又は前記ルーフ構造部材における脆弱部の近傍部位と天井内装材又は当該天井内装材に取付けられた天井側取付部材とを略車両上下方向に連結する連結部材を設けた、を有することを特徴とする。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項２記載の車体上部構造において、前記連結部材は、所定値以上の荷重が入力されることにより荷重作用方向へ変形可能とされている、ことを特徴とする。
【００１１】
請求項１記載の本発明によれば、横転等により車両が転覆すると、車体上部を構成するルーフ本体の車両幅方向外側の端部付近（ルーフサイドレール側）に、キャビン側への荷重が入力される。この入力荷重が所定値以上の場合、ルーフ本体又はルーフ本体の下面側に車両幅方向に沿って掛け渡されたルーフ骨格部材が、これらのルーフサイドレール側の所定位置に設定された脆弱部から屈曲される（折れ曲がるように変形する）。ルーフ本体又はルーフ構造部材の屈曲された部分はこのときの屈曲によりキャビンの外側へ変位する（膨らむ）ため、逆に当該屈曲部位の内側には新たなスペースが形成される。従って、乗員の頭部がルーフ本体やルーフ構造部材といったボディー側構成部材と当接するのを回避又は緩和することができる。すなわち、本発明によれば、ルーフ又はルーフ骨格部材の折れモードをコントロールすることにより、乗員の頭部がこれらの部材から反力を受けるのを回避又は低減することができる。
【００１２】
請求項２記載の本発明によれば、ルーフ本体又はルーフ構造部材における脆弱部の近傍部位と天井内装材又は当該天井内装材に取付けられた天井側取付部材とが連結部材によって略車両上下方向に連結されているため、ルーフ本体又はルーフ構造部材が脆弱部を起点として屈曲すると、天井内装材、天井側取付部材が設置されている場合には天井側取付部材が、連結部材によってルーフ本体又はルーフ構造部材の変形方向へ引っ張られる。従って、天井内装材又は天井側取付部材もルーフ本体又はルーフ構造部材と同様の変形モードで変形し、乗員の頭部が天井内装材又は天井側取付部材に当接するのを回避又は緩和することができる。
【００１３】
請求項３記載の本発明によれば、連結部材は所定値以上の荷重が入力されることにより荷重作用方向へ変形可能とされているので、仮にルーフ本体又はルーフ構造部材及び天井内装材及び天井側取付部材が、予定した変形モードで変形した状態で、尚も乗員の頭部が天井内装材又は天井側取付部材に当接した場合には連結部材が荷重作用方向に変形することにより所定のエネルギー吸収がなされる。
【発明の効果】
【００１４】
以上説明したように、請求項１記載の本発明に係る車体上部構造は、車両転覆時にルーフの折れモードをコントロールすることにより、車両転覆時における乗員保護性能を向上させることができるという優れた効果を有する。
【００１５】
請求項２記載の本発明に係る車体上部構造は、ルーフ本体又はルーフ骨格部材といったボディー側構成部材だけでなく、天井内装材又は天井側取付部材といった内装側構成要素をも同様の折れモードにすることにより、車両転覆時における乗員保護性能をより一層向上させることができるという優れた効果を有する。
【００１６】
請求項３記載の本発明に係る車体上部構造は、連結部材が変形可能に構成されているので、車両転覆時における乗員保護性能を更に向上させることができるという優れた効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
〔第１実施形態〕
以下、図１〜図３を用いて、本発明に係る車体上部構造の第１実施形態について説明する。なお、これらの図において適宜示される矢印ＦＲは車両前方側を示しており、矢印ＵＰは車両上方側を示しており、矢印ＩＮは車両幅方向内側を示しており、矢印ＯＵＴは車両幅方向外側を示している。
【００１８】
図１には、本発明に係る車体上部構造が適用された車体上部１０を車両幅方向に沿って切断した状態が示されている。この図に示されるように、キャビン１２の上端部を構成する車体上部１０の最外側には、ルーフ本体としてのルーフパネル１４が配設されている。ルーフパネル１４の両サイドには、車両前後方向に沿ってルーフサイドレール１６が配設されている。なお、ルーフサイドレール１６は、ルーフサイドレールアウタパネル１８とルーフサイドレールインナパネル２０とによって閉断面構造に構成されており、その車両幅方向内側に位置するフランジ部１６Ａにルーフパネル１４の車両幅方向外側の端部１４Ａ（の端末部）がスポット溶接により接合されている。
【００１９】
上述したルーフパネル１４の車両前後方向の中間部付近の下方側には、ルーフ構造部材としてのルーフセンタリインフォース２２が車両幅方向に沿って延在されている。ルーフセンタリインフォース２２は断面ハット形状に形成された長尺状の部材として構成されており、図示しない前後のフランジ部がマスチックでルーフパネル１４の下面に接着されることにより取り付けられている。なお、図１には、ルーフセンタリインフォース２２の底部が図示されている。また、ルーフセンタリインフォース２２の長手方向の端部２２Ａ（の端末部）は、ルーフサイドレールインナパネル２０にスポット溶接により接合されている。なお、この第１実施形態では、ルーフセンタリインフォース２２を断面ハット形状の長尺状の部材として構成したが、これに限らず、後述する第２実施形態のような帯板状のものでもよく、更にはパイプ状のものやロッド状のものでもよく、どのような構造及び断面形状のルーフ構造部材を適用するかは、ルーフ構造部材に求められる要求特性に応じて適宜変更される。
【００２０】
さらに、上記ルーフセンタリインフォース２２よりも車両下方側には、天井内装材としのルーフヘッドライニング（成形天井又は内装トリムということもある）２４が略平行に配設されている。ルーフヘッドライニング２４は、一例として基材層と基材層に被覆される表皮層とを含んで構成されている。
【００２１】
ここで、上述したルーフセンタリインフォース２２の長手方向の端部２２Ａの近傍下面には、脆弱部としての凹溝２６が車両前後方向に沿って形成されている。従って、凹溝２６が形成された部位ではルーフセンタリインフォース２２の板厚が薄くなっており、ルーフセンタリインフォース２２の一般部２２Ｂに比べて低剛性化されている。
【００２２】
さらに、上記ルーフセンタリインフォース２２の凹溝２６の近傍（車両幅方向内側）部位（以下、「凹溝近傍部位２２Ｃ」と称す）とルーフヘッドライニング２４の車両幅方向外側の端部２４Ａの近傍部位（以下、「凹溝対向部位２４Ｂ」と称す）とは、連結部材としての連結ピン２８によって車両上下方向に連結されている。
【００２３】
連結ピン２８は、頭部２８Ａ、とその軸芯部に配置された軸部２８Ｂと、軸部２８Ｂの先端部に形成された球状の先端部２８Ｃと、によって構成されている。ルーフヘッドライニング２４には連結ピン挿通孔３０が形成されており、連結ピン２８はルーフヘッドライニング２４の下方側から連結ピン挿通孔３０内へ挿通され、先端部２８Ｃがルーフセンタリインフォース２２の凹溝近傍部位２２Ｃに溶接等されることにより取り付けられている。なお、連結ピン２８に替えて、クリップ等を使ってもよい。
【００２４】
なお、ルーフパネル１４の前端部の下面側に車両幅方向に沿って延在するフロントヘッダリインフォース（第１実施形態では図示を省略しているが、後述する第２実施形態では図示されているので、そちらを参照されたい）にも同様の構成が付加されている。
【００２５】
（本実施形態の作用並びに効果）
次に、本実施形態の作用並びに効果について説明する。
【００２６】
図３に示されるように、車両３２が転覆すると、車両３２の上側角部（図３のＱ線矢視部）に相当するルーフサイドレール１６からキャビン１２側へ向けて荷重Ｆが入力される。なお、この場合の荷重Ｆは、例えば、路面３４等から入力される荷重である。
【００２７】
ここで、本実施形態に係る車体上部構造では、ルーフセンタリインフォース２２の長手方向の端部２２Ａの近傍に脆弱部（又は低剛性部）としての凹溝２６を設定したので、車両転覆時の入力荷重Ｆが所定値以上であれば、図２に示されるように、ルーフセンタリインフォース２２の長手方向の端部２２Ａが、剛性が急変する凹溝２６を起点としてキャビン１２側へ屈曲される。なお、この屈曲挙動に呼応してルーフパネル１４の車両幅方向外側の端部１４Ａもキャビン１２側へ折れ曲がる。
【００２８】
ルーフセンタリインフォース２２の凹溝近傍部位２２Ｃとルーフヘッドライニング２４の凹溝対向部位２４Ｂとは連結ピン２８によって相互に連結されているため、上記の如く、ルーフセンタリインフォース２２の長手方向の端部２２Ａがキャビン１２の外側へ屈曲されると、これに伴って連結ピン２８の頭部２８Ａによってルーフヘッドライニング２４の車両幅方向外側の端部２４Ａが同方向へ強制的に引っ張られる。このため、ルーフヘッドライニング２４の車両幅方向外側の端部２４Ａもルーフセンタリインフォース２２の長手方向の端部２２Ａと同様にキャビン１２の外側へ屈曲される。
【００２９】
その結果、キャビン１２における当該屈曲部位の内側には、新たなスペースＳ（図２に二点鎖線で示すエリア）が形成されてキャビン１２が拡張される。従って、乗員の頭部（図２に矢印Ｐで示す）が、ルーフヘッドライニング２４を間に介してルーフセンタリインフォース２２やルーフパネル１４といったボディー側構成部材と当接するのを回避又は緩和することができる。すなわち、本実施形態に係る車体上部構造によれば、車両転覆時のルーフセンタリインフォース２２更にはルーフパネル１４の折れモードをコントロールすることにより、乗員の頭部がこれらの部材から反力を受けるのを回避又は低減することができる。その結果、本実施形態によれば、車両転覆時における乗員（頭部の）保護性能を向上させることができる。
【００３０】
また、本実施形態に係る車体上部構造では、上記の如く、連結ピン２８によってルーフセンタリインフォース２２の凹溝近傍部位２２Ｃとルーフヘッドライニング２４の凹溝対向部位２４Ｂとを連結し、ルーフセンタリインフォース２２の長手方向の端部２２Ａの屈曲動作を利用してルーフヘッドライニング２４の車両幅方向外側の端部２４Ａも同じ屈曲動作をするようにしたので、乗員の頭部Ｐがルーフヘッドライニング２４に当接して反力を受けることをも回避又は緩和することができる。従って、本実施形態によれば、車両転覆時における乗員（頭部の）保護性能をより一層向上させることができる。
【００３１】
〔第２実施形態〕
次に、図４を用いて、本発明に係る車体上部構造の第２実施形態について説明する。なお、前述した第１実施形態と同一構成部分については、同一番号を付してその説明を省略する。
【００３２】
図４に示されるように、この第２実施形態では、ルーフパネル１４の車両幅方向外側の端部１４Ａの近傍に車両前後方向に沿って延在する脆弱部としてのビード４０が形成されている。なお、ビード４０の断面形状は上下逆向きの略Ｕ字状とされている。
【００３３】
また、ルーフセンタリインフォース４１の長手方向の端部４１Ａ及びルーフパネル１４の前端部の下方側に配置される帯板状のフロントヘッダリインフォース４２の長手方向の端部４２Ａには、ビード４０と対向する位置に別のビード４４が形成されている。このビード４４の断面形状も上下逆向きの略Ｕ字状とされている。
【００３４】
また、ルーフヘッドライニング２４の車両幅方向外側の端部２４Ａとルーフセンタリインフォース４１のビード近傍部位４１Ｂ及びフロントヘッダリインフォース４２の長手方向の端部４２Ａのビード近傍部位４２Ｂとは、連結ピン４６によって車両上下方向に連結されている。なお、この第２実施形態の連結ピン４６は、例えば、ルーフセンタリインフォース４１のビード近傍部位４１Ｂ及びフロントヘッダリインフォース４２の長手方向の端部４２Ａのビード近傍部位４２Ｂの上面にウエルドナットを設定するのであれば、ボルトを使えばよいし、リベット等も使用可能である。
【００３５】
（作用・効果）
上記構成によっても、前述した第１実施形態と同様の作用・効果が得られる。すなわち、車両横転時には、ルーフセンタリインフォース４１の長手方向の端部４１Ａ及びフロントヘッダリインフォース４２の長手方向の端部４２Ａがビード４４を起点としてキャビン１２の外側へ折れ、ルーフパネル１４もビード４０を起点としてキャビン１２の外側へ折れ曲がる。つまり、ルーフパネル１４及びルーフセンタリインフォース２２及びフロントヘッダリインフォース４２の折れモードをコントロールすることができる。その結果、車両転覆時における乗員（頭部の）保護性能を向上させることができる。
【００３６】
〔第３実施形態〕
次に、図５を用いて、本発明に係る車体上部構造の第３実施形態について説明する。なお、前述した第１実施形態と同一構成部分については、同一番号を付してその説明を省略する。
【００３７】
図５（Ａ）に示されるように、この第３実施形態では、連結ピン５０に脆弱部（低剛性部）を設けた点に特徴がある。具体的には、連結ピン５０は頭部５０Ａ、軸部５０Ｂ、先端部５０Ｃによって構成されている点は前述した第１実施形態の連結ピン２８と同様であるが、軸部５０Ｂの軸方向中間部に縮径された縮径部５２が形成されている点で前述した第１実施形態の連結ピン２８とは異なる構成となっている。この縮径部５２が形成されたことにより、連結ピン５０は縮径部５２の形成部位で低剛性化されている。
【００３８】
（作用・効果）
上記構成によれば、図５（Ａ）に示される状態から、図５（Ｂ）に示されるように、車両転覆時になると、前述した第１実施形態で説明したのと同じ過程を経てルーフセンタリインフォース２２の長手方向の端部２２Ａ及びルーフパネル１４の車両幅方向外側の端部１４Ａが凹溝２６を起点として屈曲される。また、これに伴い、連結ピン５０で連結されたルーフヘッドライニング２４の車両幅方向外側の端部２４Ａも連結ピン５０の頭部５０Ａに引っ張られて、キャビン１２の外側へ向けて屈曲される。これにより、キャビン１２の上側角部にスペースＳが形成され、乗員の頭部（矢印Ｐ）がルーフヘッドライニング２４を介してルーフセンタリインフォース２２の長手方向の端部２２Ａに当接して反力を受けるのを回避又は低減することができる。
【００３９】
さらにここで、本実施形態では、連結ピン５０の軸部５０Ｂの軸方向中間部に縮径部５２を設けたので、仮に乗員の頭部が連結ピン５０の頭部５０Ａに当接してきたとしても、図５（Ｃ）に示されるように、連結ピン５０が縮径部５２で折れてエネルギー吸収すると共にルーフヘッドライニング２４のキャビン１２の外側への変形を容易にする（図５（C）の二点鎖線図示位置から実線図示位置までルーフヘッドライニング２４は容易に変形して移動する）。その結果、本実施形態によれば、車両転覆時における乗員（頭部の）保護性能を更に向上させることができる。
【００４０】
なお、上記構成では、連結ピン５０の軸部５０Ｂの軸方向中間部に縮径部５２を形成したが、これに限らず、所定値以上の荷重が連結ピン５０の軸方向に入力されることにより変形し、底付き荷重の発生を抑止又は抑制する働きをする構成であればよい。例えば、連結ピン５０を二重管構造にして所定値以上の軸力が入力されることにより、連結ピン５０が軸方向に縮むようにしてもよい。また、上記構成では、連結ピン５０の軸部５０Ｂが縮径部５２から折れて分断するように描かれているが、分断しないように単に折れ曲がるようにしてもよい。例えば、連結ピンを予め二分割しておいて、分割端部同士をヒンジピンで相対回転可能に連結するようにしてもよい。
【００４１】
〔本実施形態の補足説明〕
なお、上述した各実施形態では、連結ピン２８、４６、５０を設定したが、請求項１記載の本発明には連結ピンが存在しない構成も含まれる。この場合においても、ボディー側構成部材であるルーフセンタリインフォース２２やルーフパネル１４をキャビン１２の外側へ屈曲させる作用・効果は得られるので、乗員（頭部の）保護性能は向上される。
【００４２】
また、上述した各実施形態では、連結ピン２８、４６、５０の連結相手は天井内装材であるルーフヘッドライニング２４であったが、これに限らず、ルーフヘッドライニング２４に取り付けられる天井側取付部材であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】第１実施形態に係る車体上部構造の全体構成を変形前の状態で示す横断面図である。
【図２】図１に示される状態から車両転覆時にルーフパネル等が変形した状態を示す横断面図である。
【図３】横転した車両を示す概略正面図である。
【図４】第２実施形態に係る車体上部構造を示す分解斜視図である。
【図５】第３実施形態に係る車体上部構造を示す横断面図であり、（Ａ）は変形前の状態、（Ｂ）はルーフパネル等が変形した状態、（Ｃ）は更に連結ピンが折れた状態をそれぞれ示している。
【符号の説明】
【００４４】
１０ 車体上部
１２ キャビン
１４ ルーフパネル（ルーフ本体）
１４Ａ 車両幅方向外側の端部
１６ ルーフサイドレール
２２ ルーフセンタリインフォース（ルーフ構造部材）
２２Ａ 長手方向の端部
２２Ｃ 凹溝近傍部位（脆弱部の近傍部位）
２４ ルーフヘッドライニング（天井内装材）
２４Ａ 車両幅方向外側の端部
２６ 凹溝（脆弱部）
２８ 連結ピン（連結部材）
３２ 車両
４０ ビード（脆弱部）
４１ ルーフセンタリインフォース（ルーフ構造部材）
４１Ａ 長手方向の端部
４１Ｂ ビード近傍部位
４２ フロントヘッダリインフォース（ルーフ構造部材）
４２Ａ 長手方向の端部
４２Ｂ ビード近傍部位
４４ ビード（脆弱部）
４６ 連結ピン（連結部材）
５０ 連結ピン（連結部材）
５２ 縮径部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体上部を構成するルーフ本体と、
このルーフ本体の車両下方側に離間して配置された天井内装材と、
を含んで構成された車体上部構造であって、
前記ルーフ本体又は当該ルーフ本体の下面側に車両幅方向に沿って掛け渡されたルーフ構造部材におけるルーフサイドレール側の所定位置に、ルーフサイドレール側からキャビン側へ向けて所定値以上の荷重が入力されることによりルーフ本体又はルーフ骨格部材をキャビン外側へ向けて屈曲させる脆弱部を設けた、
ことを特徴とする車体上部構造。
【請求項２】
前記ルーフ本体又は前記ルーフ構造部材における脆弱部の近傍部位と天井内装材又は当該天井内装材に取付けられた天井側取付部材とを略車両上下方向に連結する連結部材を設けた、
を有することを特徴とする請求項１記載の車体上部構造。
【請求項３】
前記連結部材は、所定値以上の荷重が入力されることにより荷重作用方向へ変形可能とされている、
ことを特徴とする請求項２記載の車体上部構造。
【請求項１】
車体上部を構成するルーフ本体と、
このルーフ本体の車両下方側に離間して配置された天井内装材と、
を含んで構成された車体上部構造であって、
前記ルーフ本体又は当該ルーフ本体の下面側に車両幅方向に沿って掛け渡されたルーフ構造部材におけるルーフサイドレール側の所定位置に、ルーフサイドレール側からキャビン側へ向けて所定値以上の荷重が入力されることによりルーフ本体又はルーフ骨格部材をキャビン外側へ向けて屈曲させる脆弱部を設けた、
ことを特徴とする車体上部構造。
【請求項２】
前記ルーフ本体又は前記ルーフ構造部材における脆弱部の近傍部位と天井内装材又は当該天井内装材に取付けられた天井側取付部材とを略車両上下方向に連結する連結部材を設けた、
を有することを特徴とする請求項１記載の車体上部構造。
【請求項３】
前記連結部材は、所定値以上の荷重が入力されることにより荷重作用方向へ変形可能とされている、
ことを特徴とする請求項２記載の車体上部構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００８−３７３１８（Ｐ２００８−３７３１８Ａ）
【公開日】平成２０年２月２１日（２００８．２．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２１６１０４（Ｐ２００６−２１６１０４）
【出願日】平成１８年８月８日（２００６．８．８）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年２月２１日（２００８．２．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年８月８日（２００６．８．８）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]