JP6536526B2 - 車両用ルーフ構造 - Google Patents

Description

本発明は、車両用ルーフ構造に関する。

下記特許文献１には、自動車の車体構造に関する発明が開示されている。この自動車の車体構造では、車体のルーフ部の一部を構成する左右一対のルーフサイドレールが車両幅方向に延びるルーフアーチ（補強部）で連結されていると共に、このルーフアーチによって車体のセンタピラーの上端部同士も連結されている。このため、下記特許文献１に記載された先行技術では、車両の側面衝突時（以下、側突時という）における衝突荷重をルーフアーチで支持することができる。しかも、ルーフアーチは、炭素繊維強化プラスチック（以下、ＣＦＲＰと称する）で構成されているため、車体の軽量化を図ることができる。

特開２０１４−０９１４６２号公報

しかしながら、上記先行技術による場合、車両の側突時における衝突荷重が、ルーフアーチ以外の部分で吸収されることなくルーフアーチに伝達されるとルーフアーチが側突初期の段階で折れて衝突荷重を十分に吸収することが困難となることが考えられる。つまり、上記先行技術は、車体の軽量化と車両の側突時における衝突荷重の吸収効率の確保との両立という観点においては改善の余地がある。

本発明は上記事実を考慮し、車体の軽量化と車両の側突時における衝突荷重の吸収効率の確保とを両立することができる車両用ルーフ構造を得ることが目的である。

請求項１に記載の本発明に係る車両用ルーフ構造は、車体のルーフ部の一部を構成しかつ当該車体の一部を構成するセンタピラーに支持されると共に車両前後方向に延びる左右一対のルーフサイドレールと、前記ルーフサイドレール間に配置されて車両幅方向に延在する繊維強化樹脂製のルーフ補強部と、前記ルーフサイドレールと前記ルーフ補強部とを連結すると共に当該ルーフ補強部が車両幅方向からの衝突荷重で曲げ変形する前に当該衝突荷重で変形する脆弱部を備えた金属製の連結部と、を有し、前記脆弱部には、前記衝突荷重による前記連結部の車両上下方向の曲げの中立軸側に凸となる車両前後方向に延びる凸ビード部が形成されると共に、前記脆弱部には、前記連結部と前記ルーフ補強部との内側接続部よりも車両幅方向外側に前記中立軸と反対側に凹みかつ車両前後方向に延びる第１凹ビード部が形成され、当該連結部と前記ルーフサイドレールとの外側接続部よりも車両幅方向内側に当該中立軸と反対側に凹みかつ車両前後方向に延びる第２凹ビード部が形成され、前記凸ビード部が当該第１凹ビード部と当該第２凹ビード部との間に形成されており、前記外側接続部は、前記ルーフサイドレールの車両下方側の部分に設けられていると共に、前記凸ビード部、前記第１凹ビード部及び前記第２凹ビード部は、当該外側接続部よりも車両上方側でかつ当該ルーフサイドレールの頂部よりも車両下方側に配置されている。

請求項１に記載の本発明によれば、車体のルーフ部の一部を構成すると共に車両前後方向に延びる左右一対のルーフサイドレールが、当該車体の一部を構成するセンタピラーに支持されている。そして、ルーフサイドレール間には、車両幅方向に延在するルーフ補強部が配置されており、車両の側突時において、センタピラー及びルーフサイドレールを介して伝達される衝突荷重を当該ルーフ補強部で支持することができる。また、ルーフ補強部は、繊維強化樹脂製とされており、ルーフ部ひいては車体の軽量化を図ることができる。

ところで、上述したようにルーフ補強部は、繊維強化樹脂製とされているため、車両の側突時における衝突荷重が、ルーフ補強部以外の部分で吸収されることなくルーフ補強部に伝達されるとルーフ補強部が側突初期の段階で折れることが考えられる。

ここで、本発明では、金属製の連結部を備えており、当該連結部によってルーフサイドレールとルーフ補強部とが連結されている。そして、連結部には、脆弱部が設けられており、当該脆弱部は、ルーフ補強部が車両幅方向からの衝突荷重で曲げ変形する前に当該衝突荷重で変形する。なお、ここでいう曲げ変形には座屈変形も含まれる。このため、車両の側突時における衝突荷重は、側突初期において脆弱部で吸収され、その後にルーフ補強部に伝達されると共に当該ルーフ補強部で吸収されることとなる。
また、本発明によれば、連結部に設けられた脆弱部に、車両幅方向からの衝突荷重による当該連結部の車両上下方向の曲げの中立軸側に凸となる車両前後方向に延びる凸ビード部が形成されている。このため、脆弱部における凸ビード部が設けられている箇所では、その他の箇所よりも上記中立軸に対する断面二次モーメントが小さくなり、当該凸ビード部を変形の起点とすることができる。
さらに、本発明によれば、脆弱部に第１凹ビード部、第２凹ビード部及び凸ビード部が形成されている。第１凹ビード部は、連結部とルーフ補強部とを接続する内側接続部よりも車両幅方向外側に位置しており、上記中立軸と反対側に凹みかつ車両前後方向に延びている。一方、第２凹ビード部は、第１凹ビード部と同様の構成とされていると共に、連結部とルーフサイドレールとを接続する外側接続部よりも車両幅方向内側に位置している。そして、凸ビード部は、第１凹ビード部と第２凹ビード部との間に形成されている。
このため、連結部が車両幅方向からの衝突荷重を受けると、凸ビード部を起点として、脆弱部における当該凸ビード部の周辺部が上記中立軸側に凸となって変形していく。一方、脆弱部における第１凹ビード部及び第２凹ビード部が設けられている箇所は、その他の箇所よりも上記中立軸に対する断面二次モーメントが大きいため曲げ変形しにくくなっている。また、外側接続部は、ルーフサイドレールの車両下方側の部分に設けられていると共に、凸ビード部、第１凹ビード部及び第２凹ビード部は、当該外側接続部よりも車両上方側でかつ当該ルーフサイドレールの頂部よりも車両下方側に配置されている。したがって、脆弱部の変形が進んでいく過程において、第１凹ビード部と第２凹ビード部との間の部分が、車両上方側に凸となって折れ曲がるように変形することとなる。

請求項２に記載の本発明に係る車両用ルーフ構造は、車体のルーフ部の一部を構成しかつ当該車体の一部を構成するセンタピラーに支持されると共に車両前後方向に延びる左右一対のルーフサイドレールと、前記ルーフサイドレール間に配置されて車両幅方向に延在する繊維強化樹脂製のルーフ補強部と、前記ルーフサイドレールと前記ルーフ補強部とを連結すると共に当該ルーフ補強部が車両幅方向からの衝突荷重で曲げ変形する前に当該衝突荷重で変形する脆弱部を備えた金属製の連結部と、を有し、前記ルーフサイドレールには、車両幅方向内側に延出された延出部が設けられ、前記脆弱部は、前記衝突荷重で変形した状態において前記延出部に当接可能とされている。

請求項３に記載の本発明に係る車両用ルーフ構造は、請求項２に記載の発明において、前記脆弱部には、前記衝突荷重による前記連結部の車両上下方向の曲げの中立軸側に凸となる車両前後方向に延びる凸ビード部が形成されている。
請求項３に記載の本発明によれば、連結部に設けられた脆弱部に、車両幅方向からの衝突荷重による当該連結部の車両上下方向の曲げの中立軸側に凸となる車両前後方向に延びる凸ビード部が形成されている。このため、脆弱部における凸ビード部が設けられている箇所では、その他の箇所よりも上記中立軸に対する断面二次モーメントが小さくなり、当該凸ビード部を変形の起点とすることができる。

請求項４に記載の本発明に係る車両用ルーフ構造は、請求項３に記載の発明において、前記脆弱部には、前記連結部と前記ルーフ補強部との内側接続部よりも車両幅方向外側に前記凸ビード部が形成されていると共に、当該連結部と前記ルーフサイドレールとの外側接続部よりも車両幅方向内側でかつ当該凸ビード部よりも車両幅方向外側に前記中立軸と反対側に凹みかつ車両前後方向に延びる凹ビード部が形成されており、前記外側接続部は、前記ルーフサイドレールの車両下方側の部分に設けられていると共に、前記凸ビード部及び前記凹ビード部は、当該外側接続部よりも車両上方側でかつ当該ルーフサイドレールの頂部よりも車両下方側に配置されている。

請求項４に記載の本発明によれば、脆弱部に凸ビード部が形成されており、当該凸ビード部は、連結部とルーフ補強部とを接続している内側接続部よりも車両幅方向外側に位置している。また、脆弱部には、上記中立軸と反対側に凹みかつ車両前後方向に延びる凹ビード部も形成されており、当該凹ビード部は、連結部とルーフサイドレールとを接続している外側接続部よりも車両幅方向内側に位置している。

このため、連結部が車両幅方向からの衝突荷重を受けると、凸ビード部を起点として、脆弱部における当該凸ビード部の周辺部が上記中立軸側に凸となって変形していく。一方、脆弱部における凹ビード部が設けられている箇所は、その他の箇所よりも上記中立軸に対する断面二次モーメントが大きいため曲げ変形しにくくなっている。その結果、脆弱部の変形が進んでいく過程において、凸ビード部と凹ビード部との間の部分は、当該凹ビード部を中心として車両上下方向に回動するように変形することとなる。

また、外側接続部は、ルーフサイドレールの車両下方側の部分に設けられていると共に、凸ビード部及び凹ビード部は、当該外側接続部よりも車両上方側でかつ当該ルーフサイドレールの頂部よりも車両下方側に配置されている。このため、脆弱部における凸ビード部と凹ビード部との間の部分は、車両上方側に回動するように変形し、脆弱部が変形した後には、連結部における凸ビード部よりも車両幅方向内側の部分を介してルーフサイドレールからルーフ補強部に上記衝突荷重が伝達される。その結果、外側接続部に上記衝突荷重による負荷がかかることを抑制することができる。

請求項５に記載の本発明に係る車両用ルーフ構造は、請求項３に記載の発明において、前記脆弱部には、前記連結部と前記ルーフ補強部との内側接続部よりも車両幅方向外側に前記中立軸と反対側に凹みかつ車両前後方向に延びる第１凹ビード部が形成され、当該連結部と前記ルーフサイドレールとの外側接続部よりも車両幅方向内側に当該中立軸と反対側に凹みかつ車両前後方向に延びる第２凹ビード部が形成され、前記凸ビード部が当該第１凹ビード部と当該第２凹ビード部との間に形成されており、前記外側接続部は、前記ルーフサイドレールの車両下方側の部分に設けられていると共に、前記凸ビード部、前記第１凹ビード部及び前記第２凹ビード部は、当該外側接続部よりも車両上方側でかつ当該ルーフサイドレールの頂部よりも車両下方側に配置されている。

請求項５に記載の本発明によれば、脆弱部に第１凹ビード部、第２凹ビード部及び凸ビード部が形成されている。第１凹ビード部は、連結部とルーフ補強部とを接続する内側接続部よりも車両幅方向外側に位置しており、上記中立軸と反対側に凹みかつ車両前後方向に延びている。一方、第２凹ビード部は、第１凹ビード部と同様の構成とされていると共に、連結部とルーフサイドレールとを接続する外側接続部よりも車両幅方向内側に位置している。そして、凸ビード部は、第１凹ビード部と第２凹ビード部との間に形成されている。

このため、連結部が車両幅方向からの衝突荷重を受けると、凸ビード部を起点として、脆弱部における当該凸ビード部の周辺部が上記中立軸側に凸となって変形していく。一方、脆弱部における第１凹ビード部及び第２凹ビード部が設けられている箇所は、その他の箇所よりも上記中立軸に対する断面二次モーメントが大きいため曲げ変形しにくくなっている。また、外側接続部は、ルーフサイドレールの車両下方側の部分に設けられていると共に、凸ビード部、第１凹ビード部及び第２凹ビード部は、当該外側接続部よりも車両上方側でかつ当該ルーフサイドレールの頂部よりも車両下方側に配置されている。したがって、脆弱部の変形が進んでいく過程において、第１凹ビード部と第２凹ビード部との間の部分が、車両上方側に凸となって折れ曲がるように変形することとなる。

請求項６に記載の本発明に係る車両用ルーフ構造は、請求項２に記載の発明において、前記脆弱部は、前記連結部の一部を構成しかつ前記ルーフ補強部と接続されている内側接続部と当該連結部の一部を構成しかつ前記ルーフサイドレールと接続されている外側接続部との間に設けられていると共に、当該内側接続部及び当該外側接続部よりも薄肉に形成された薄肉部とされている。

請求項６に記載の本発明によれば、連結部の一部を構成しかつルーフ補強部と接続されている内側接続部と当該連結部の一部を構成しかつ前記ルーフサイドレールと接続されている外側接続部との間に脆弱部が配置されている。そして、この脆弱部は、内側接続部及び外側接続部よりも薄肉に形成された薄肉部とされている。このため、車両幅方向からの衝突荷重が入力されると、薄肉部が曲げ変形することで当該衝突荷重が吸収される。また、連結部にビード部等を設けて脆弱部を設定する場合と比し、当該脆弱部の構成を簡略化することができる。

請求項７に記載の本発明に係る車両用ルーフ構造は、請求項１〜請求項６の何れか１項に記載の発明において、前記連結部における前記ルーフ補強部と前記脆弱部との間には、車両上下方向の曲げに対する剛性が当該ルーフ補強部の当該剛性よりも大きく設定された高剛性部が設けられている。

請求項７に記載の本発明によれば、連結部におけるルーフ補強部と脆弱部との間に車両上下方向の曲げに対する剛性が当該ルーフ補強部の当該剛性よりも大きく設定された高剛性部が設けられている。このため、車両幅方向からの衝突荷重による曲げモーメントによってルーフ補強部よりも脆弱部が先に変形する確度を高めることができる。

以上説明したように、請求項１に記載の本発明に係る車両用ルーフ構造は、車体の軽量化と車両の側突時における衝突荷重の吸収効率の確保とを両立することができるという優れた効果を有する。
また、本発明は、ルーフ補強部とルーフサイドレールとを連結する連結部が車両の側突時における衝突荷重で変形するときの起点を任意の位置に設定することができるという優れた効果を有する。
さらに、本発明は、脆弱部の変形量を増やして車両の側突時における衝突荷重の吸収効率を高めることができるという優れた効果を有する。

請求項３に記載の本発明に係る車両用ルーフ構造は、ルーフ補強部とルーフサイドレールとを連結する連結部が車両の側突時における衝突荷重で変形するときの起点を任意の位置に設定することができるという優れた効果を有する。

請求項４に記載の本発明に係る車両用ルーフ構造は、車両の側突時における衝突荷重が入力された状態においてもルーフ補強部とルーフサイドレールとの連結状態を維持し、安定して当該衝突荷重を吸収することができるという優れた効果を有する。

請求項５に記載の本発明に係る車両用ルーフ構造は、脆弱部の変形量を増やして車両の側突時における衝突荷重の吸収効率を高めることができるという優れた効果を有する。

請求項６に記載の本発明に係る車両用ルーフ構造は、車両の側突時における衝突荷重の吸収効率を確保しつつ連結部の構成を簡略化することができるという優れた効果を有する。

請求項７に記載の本発明に係る車両用ルーフ構造は、車両の側突時における衝突荷重が側突初期においてルーフ補強部に伝達されるのを抑制することができるという優れた効果を有する。

第１実施形態に係る車両用ルーフ構造が適用された車両のルーフ部の構成を示す拡大断面図（図５の二点鎖線で囲った部分の拡大図）である。 第１実施形態に係る車両用ルーフ構造が適用された車両のルーフ部における車両の側突時の状態を示す車両前後方向から見た断面図（図５に対応する断面図）である。 第１実施形態に係る車両用ルーフ構造が適用された車両のルーフ部の構成を示しており、（Ａ）は第１連結部材と第２連結部材との接続部を車両幅方向から見た断面図（図５の３Ａ−３Ａ線に沿って切断した状態を示す断面図）であり、（Ｂ）は第２連結部材とルーフ補強部との接続部を車両幅方向から見た断面図（図５の３Ｂ−３Ｂ線に沿って切断した状態を示す断面図）である。 第１実施形態に係る車両用ルーフ構造が適用された車両のルーフ部の構成を示す平面図（図５の４方向矢視図）である。 第１実施形態に係る車両用ルーフ構造が適用された車両のルーフ部の構成を示す断面図（図４の５−５線に沿って切断した状態を示す断面図）である。 第２実施形態に係る車両用ルーフ構造が適用された車両のルーフ部における要部の構成を示しており、（Ａ）は車両の側突前の状態を示す車両前後方向から見た断面図であり、（Ｂ）は車両の側突時の状態を示す車両前後方向から見た断面図である。 第３実施形態に係る車両用ルーフ構造が適用された車両のルーフ部における要部の構成を示しており、（Ａ）は車両の側突前の状態を示す車両前後方向から見た断面図であり、（Ｂ）は車両の側突時の状態を示す車両前後方向から見た断面図である。

＜第１実施形態＞
以下、図１〜図５を用いて、本発明に係る車両用ルーフ構造の第１実施形態について説明する。なお、各図に適宜示される矢印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ＲＨは車両幅方向右側を示している。

まず、図５を用いて、本実施形態に係る車両用ルーフ構造が適用された「車両１０」の「車体１２」における主に車両上方側の部分の概略構成について説明する。なお、本実施形態では、車体１２は基本的に左右対称の構成とされているため、車体１２の車両幅方向右側の部分の構成を中心に説明していくこととする。

車体１２には、その車両幅方向外側に、左右一対の図示しないフロントピラー、左右一対の「センタピラー１４」、左右一対のリアピラーが車両前方側からこの順に配置されている。そして、フロントピラー、センタピラー１４及びリアピラーのそれぞれの上端部には、車体１２の「ルーフ部１６」の一部を構成する左右一対の「ルーフサイドレール１８」が支持されている。

ルーフサイドレール１８は、車両前後方向に延びると共に、その車両幅方向外側の部分を構成するアウタパネル２０と、その車両幅方向内側の部分を構成するインナパネル２２とを含んで構成されている。このルーフサイドレール１８は、アウタパネル２０とインナパネル２２とがスポット溶接等による接合部２４で接合されることで、車両前後方向から見た断面が閉断面とされた閉断面構造とされている。

また、アウタパネル２０には、上記閉断面を構成する本体部２０Ａから車両幅方向内側に延出されたフランジ部２０Ｂが設けられていると共に、インナパネル２２には、当該閉断面を構成する本体部２２Ａから車両幅方向内側に延出されたフランジ部２２Ｂが設けられている。そして、フランジ部２０Ｂとフランジ部２２Ｂとが接合部２４で接合されることで、ルーフサイドレール１８には、閉断面構成部１８Ａから車両幅方向内側に延出された延出部１８Ｂが設けられている。なお、ルーフサイドレール１８の車両上方側には、当該ルーフサイドレール１８と共にルーフ部１６を構成する図示しないルーフパネルが配置されている。

また、ルーフサイドレール１８間には、車両幅方向に延在する角筒状とされていると共にルーフ部１６を補強する「ルーフ補強部２６」が配置されている。このルーフ補強部２６は、ＣＦＲＰ製とされていると共に、図３（Ｂ）にも示されるように、その本体部２６Ａの長手方向（車両幅方向）から見た断面形状がその短手方向（車両前後方向）に２分割された矩形状とされている。そして、ルーフ補強部２６は、車両幅方向外側からこの順に配置された連結部としての「第１連結部材３０」及び「第２連結部材３２」を介してルーフサイドレール１８に連結されている。なお、ルーフ補強部２６は、その本体部２６Ａ及び当該本体部２６Ａの車両上方側から車両前後方向に延出された取付片部２６Ｂが、後述するようにリベット２８等の締結部材で第２連結部材３２に締結されることで固定されている。

第１連結部材３０は、鋼製とされており、図３（Ａ）及び図４に示されるように、車両幅方向を長手方向として配置されていると共に、全体では車両幅方向（長手方向）から見た断面形状が車両上方側に開放されたハット状に形成されている。詳しくは、第１連結部材３０は、その車両下方側を構成する下壁部３０Ａ、その車両前後方向両側を構成する一対の側壁部３０Ｂ、当該側壁部３０Ｂから延出された一対の延出壁部３０Ｃを含んで構成されている。

下壁部３０Ａは、板厚方向を車両上下方向とされた板状とされていると共に、その車両前後方向中央部には、車両幅方向に延びると共に車両上方側に膨出された膨出部３０Ｄが形成されている。また、側壁部３０Ｂは、下壁部３０Ａの車両幅方向に延びる周縁部からそれぞれ車両上方側に延出されて板厚方向を車両前後方向とされた板状に形成されている。そして、延出壁部３０Ｃは、側壁部３０Ｂの車両上方側の周縁部からそれぞれ膨出部３０Ｄと反対側に延出されて板厚方向を車両上下方向とされた板状に形成されている。

また、第１連結部材３０の車両幅方向外側の部分は、ルーフサイドレール１８と接続されている「外側接続部３０Ｅ」とされており、当該外側接続部３０Ｅでは、側壁部３０Ｂの車両上下方向の幅が、車両幅方向外側に向かうに従って縮幅されている。そして、第１連結部材３０は、延出壁部３０Ｃのうち外側接続部３０Ｅを構成する部分が、スポット溶接等による接合部３４でルーフサイドレール１８に接合されることで固定されている。なお、外側接続部３０Ｅは、図５にも示されるように、ルーフサイドレール１８のインナパネル２２における車両下方側の部分、より具体的には、ルーフサイドレール１８を接合部３４が設けられた箇所で車両上下方向に切った断面の図心よりも車両下方側の部分で接合されている。

一方、第２連結部材３２は、図３及び図４に示されるように、基本的に第１連結部材３０と同様の構成とされており、下壁部３２Ａ、側壁部３２Ｂ及び延出壁部３２Ｃを含んで構成されている。この第２連結部材３２は、図５にも示されるように、その長手方向中央部から車両幅方向外側の部分（以下、外側部３２Ｄと称する）が、第１連結部材３０の車両上方側に重ねられていると共に、その長手方向に沿って複数設けられたスポット溶接等による接合部３６で第１連結部材３０に接合されている。なお、第２連結部材３２の外側部３２Ｄには、第１連結部材３０の膨出部３０Ｄに対応する膨出部３２Ｅが形成されている。

また、第２連結部材３２における長手方向中央部から車両幅方向内側の部分（以下、「内側部３２Ｆ」と称する）には、その上方側にルーフ補強部２６が重ねられた状態で配置されている。また、第２連結部材３２の内側部３２Ｆには、その長手方向に沿って挿通部３８が複数形成されており、一方、ルーフ補強部２６には、挿通部３８に対応する挿通部４０が形成されている。そして、挿通部３８と挿通部４０とが位置合わせされた状態で、挿通部３８、４０にリベット２８が締結されることで、ルーフ補強部２６が第２連結部材３２に取り付けられている。つまり、内側部３２Ｆは、第２連結部材３２とルーフ補強部２６とを連結する内側接続部として機能している。

ここで、本実施形態では、図１及び図４に示されるように、第１連結部材３０に「脆弱部４２」が設定されており、当該脆弱部４２に凸ビード部としての「ビード部４４」及び凹ビード部としての「ビード部４６」が形成されている点に特徴がある。以下、本実施形態の要部を構成する脆弱部４２、特にビード部４４、４６の構成について詳細に説明していくこととする。

ビード部４４は、第１連結部材３０の下壁部３０Ａ、側壁部３０Ｂ及び延出壁部３０Ｃのそれぞれに亘って形成されていると共に、下壁部３０Ａに形成された膨出部３０Ｄで２つに分割されている。このビード部４４は、第２連結部材３２の車両幅方向外側の周縁部に沿うように配置されており、換言すれば、ビード部４４は、車両前後方向に延びるように形成されている。

また、ビード部４４は、車両幅方向外側からの衝突荷重Ｆによる第１連結部材３０の車両上下方向の曲げの中立軸Ｌ側に凸となるように膨出している。換言すれば、ビード部４４は、第１連結部材３０の車両幅方向から見た断面の車両前後方向及び車両上下方向の中心に向かって凸となるように形成されている。

このように、ビード部４４が形成されることで、第１連結部材３０におけるビード部４４が設けられている箇所では、当該第１連結部材３０のその他の箇所よりも中立軸Ｌに対する断面二次モーメントが小さくなる。また、ルーフ補強部２６の車両上下方向の曲げに対する剛性は、第１連結部材３０におけるビード部４４が形成されている箇所の当該曲げに対する剛性よりも大きくなるように設定されている。

一方、ビード部４６は、ビード部４４と同様に第１連結部材３０の下壁部３０Ａ、側壁部３０Ｂ及び延出壁部３０Ｃのそれぞれに亘って形成されていると共に、下壁部３０Ａに形成された膨出部３０Ｄで２つに分割されている。このビード部４６は、車両上方側から見て、ルーフサイドレール１８の延出部１８Ｂにおける車両幅方向内側の周縁部に沿って又は当該周縁部と重なるように配置されており、換言すれば、ビード部４６は、車両前後方向に延びるように形成されている。

また、ビード部４６は、衝突荷重Ｆによる第１連結部材３０の中立軸Ｌと反対側に凸となるように膨出している。これは、ビード部４４が、第１連結部材３０の車両幅方向から見た断面の車両前後方向及び車両上下方向の中心と反対側に向かって凸となるように形成されていると捉えることもできるし、中立軸Ｌと反対側に凹んで形成されていると捉えることもできる。このように、ビード部４６が形成されることで、第１連結部材３０におけるビード部４６が設けられている箇所では、当該第１連結部材３０のその他の箇所よりも中立軸Ｌに対する断面二次モーメントが大きくなる。そして、上記のようにビード部４４、４６が設けられていることで、衝突荷重Ｆの入力時において、第１連結部材３０におけるビード部４４、４６の周辺部分は、ルーフ補強部２６が曲げ変形する前に変形することとなり、本実施形態では、この部分が脆弱部４２に設定されている。

なお、ビード部４４、４６は、ルーフサイドレール１８の頂部（車両上方側の端部）よりも車両下方側に位置している。また、ビード部４４の頂部とビード部４６の頂部との距離Ｓは、ビード部４６の頂部とルーフサイドレール１８の延出部１８Ｂの先端との距離Ｔと同じか若干長い寸法に設定されている。さらに、図２にも示されるように、ルーフ補強部２６と脆弱部４２との間は、第１連結部材３０と第２連結部材３２とが車両上下方向に重なっている部分であり、この部分の車両上下方向の曲げに対する剛性は、ルーフ補強部２６の当該剛性よりも大きくなるように設定されている。つまり、本実施形態では、第１連結部材３０と第２連結部材３２とが車両上下方向に重なっている部分が「高剛性部４８」として機能している。

（本実施形態の作用及び効果）
次に、本実施形態の作用及び効果を説明する。

本実施形態では、図５に示されるように、車体１２のルーフ部１６の一部を構成すると共に車両前後方向に延びる左右一対のルーフサイドレール１８が、当該車体１２の一部を構成するセンタピラー１４に支持されている。そして、ルーフサイドレール１８間には、車両幅方向に延在するルーフ補強部２６が配置されており、車両１０の側突時において、センタピラー１４及びルーフサイドレール１８を介して伝達される衝突荷重Ｆを当該ルーフ補強部２６で支持することができる。また、ルーフ補強部２６は、ＣＦＲＰ製とされており、ルーフ部１６ひいては車体１２の軽量化を図ることができる。

ところで、上述したようにルーフ補強部２６は、ＣＦＲＰ製とされているため、車両１０の側突時における衝突荷重Ｆが、ルーフ補強部２６以外の部分で吸収されることなくルーフ補強部２６に伝達されるとルーフ補強部２６が側突初期の段階で折れることが考えられる。

ここで、本実施形態では、金属製の第１連結部材３０及び第２連結部材３２を備えており、当該第１連結部材３０及び第２連結部材３２によってルーフサイドレール１８とルーフ補強部２６とが連結されている。そして、第１連結部材３０には、脆弱部４２が設けられており、図２に示されるように、脆弱部４２は、ルーフ補強部２６が車両幅方向からの衝突荷重Ｆで曲げ変形する前に当該衝突荷重Ｆで変形する。このため、車両１０の側突時における衝突荷重Ｆは、側突初期において脆弱部４２で吸収され、その後にルーフ補強部２６に伝達されると共に当該ルーフ補強部２６で吸収されることとなる。したがって、本実施形態では、車体１２の軽量化と車両１０の側突時における衝突荷重Ｆの吸収効率の確保とを両立することができる。

また、本実施形態では、第１連結部材３０に設けられた脆弱部４２に、車両幅方向からの衝突荷重Ｆによる第１連結部材３０の車両上下方向の曲げの中立軸Ｌ側に凸となる車両前後方向に延びるビード部４４が形成されている。このため、脆弱部４２におけるビード部４４が設けられている箇所では、その他の箇所よりも中立軸Ｌに対する断面二次モーメントが小さくなり、ビード部４４を変形の起点とすることができる。したがって、本実施形態では、ルーフ補強部２６とルーフサイドレール１８とを連結する第１連結部材３０が車両１０の側突時における衝突荷重Ｆで変形するときの起点を任意の位置に設定することができる。

また、本実施形態では、脆弱部４２に中立軸Ｌと反対側に凹みかつ車両前後方向に延びるビード部４６も形成されており、ビード部４６は、第１連結部材３０とルーフサイドレール１８とを接続している外側接続部３０Ｅよりも車両幅方向内側に位置している。

このため、第１連結部材３０が車両幅方向からの衝突荷重Ｆを受けると、ビード部４４を起点として、脆弱部４２におけるビード部４４の周辺部が中立軸側Ｌに凸となって変形していく。一方、脆弱部４２におけるビード部４６が設けられている箇所は、その他の箇所よりも中立軸Ｌに対する断面二次モーメントが大きいため曲げ変形しにくくなっている。その結果、脆弱部４２の変形が進んでいく過程において、ビード部４４とビード部４６との間の部分は、ビード部４６を中心として車両上下方向に回動するように変形することとなる。

また、外側接続部３０Ｅは、ルーフサイドレール１８の車両下方側の部分に設けられていると共に、ビード部４４、４６は、外側接続部３０Ｅよりも車両上方側でかつルーフサイドレール１８の頂部よりも車両下方側に配置されている。このため、脆弱部４２におけるビード部４４とビード部４６との間の部分は、車両上方側に回動するようにルーフサイドレール１８の延出部１８Ｂに当接されるまで変形する。そして、脆弱部４２が変形した後には、第２連結部材３２及び第１連結部材３０におけるビード部４４よりも車両幅方向内側の部分を介してルーフサイドレール１８からルーフ補強部２６に衝突荷重Ｆが伝達される。その結果、外側接続部３０Ｅに衝突荷重Ｆによる負荷がかかることを抑制することができる。したがって、本実施形態では、車両１０の側突時における衝突荷重Ｆが入力された状態においてもルーフ補強部２６とルーフサイドレール１８との連結状態を維持し、安定して衝突荷重Ｆを吸収することができる。

加えて、本実施形態では、ルーフ補強部２６と脆弱部４２との間に第１連結部材３０及び第２連結部材３２によって車両上下方向の曲げに対する剛性がルーフ補強部２６の当該剛性よりも大きく設定された高剛性部４８が設けられている。このため、車両幅方向からの衝突荷重Ｆによる曲げモーメントによってルーフ補強部２６よりも脆弱部４２が先に変形する確度を高めることができる。したがって、本実施形態では、車両１０の側突時における衝突荷重Ｆが側突初期においてルーフ補強部２６に伝達されるのを抑制することができる。

＜第２実施形態＞
以下、図６を用いて、本発明に係る車両用ルーフ構造の第２実施形態について説明する。なお、上述した第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。

本実施形態に係る車両用ルーフ構造は、図６（Ａ）に示されるように、基本的に上述した第１実施形態と同様の構成とされているものの、「第１連結部材６０」の構成が異なっている。具体的には第１連結部材６０は、基本的には、第１連結部材３０と同様の構成とされているものの、第１凹ビード部としての「ビード部６２」、第２凹ビード部としての「ビード部６４」及び凸ビード部としての「ビード部６６」が形成されている点が異なっている。

ビード部６２は、ビード部４６と同様の構成とされていると共に、第１連結部材６０において第１連結部材３０におけるビード部４４が設けられている箇所に対応する箇所に設けられている。また、ビード部６４は、ビード部４６と同様の構成とされていると共に、第１連結部材６０において第１連結部材３０におけるビード部４６が設けられている箇所に対応する箇所に設けられている。そして、ビード部６６は、ビード部４４と同様の構成とされていると共に、ビード部６２とビード部６４との間、具体的にはビード部６２までの距離とビード部６４までの距離が同じ距離となる箇所に設けられている。なお、本実施形態では、ビード部６２、６４、６６の周辺部分が、「脆弱部６８」に設定されている。

このような構成によれば、図６（Ｂ）に示されるように、第１連結部材６０が車両幅方向からの衝突荷重Ｆを受けると、ビード部６６を起点として、脆弱部６８におけるビード部６６の周辺部が中立軸Ｌ側に凸となって変形していく。一方、脆弱部６８における凹ビード部６２、６４が設けられている箇所は、その他の箇所よりも中立軸Ｌに対する断面二次モーメントが大きいため曲げ変形しにくくなっている。また、外側接続部３０Ｅは、ルーフサイドレール１８の車両下方側の部分に設けられていると共に、ビード部６２、６４、６６は、外側接続部３０Ｅよりも車両上方側でかつルーフサイドレール１８の頂部よりも車両下方側に配置されている。したがって、脆弱部６８の変形が進んでいく過程において、ビード部６２とビード部６４との間の部分が、車両上方側に凸となって折れ曲がるように変形することとなる。したがって、本実施形態では、脆弱部６８の変形量を増やして車両１０の側突時における衝突荷重Ｆの吸収効率を高めることができる。

＜第３実施形態＞
以下、図７を用いて、本発明に係る車両用ルーフ構造の第３実施形態について説明する。なお、上述した第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。

本実施形態に係る車両用ルーフ構造は、図７（Ａ）に示されるように、基本的に上述した第１実施形態と同様の構成とされているものの、連結部が「連結部材８０」のみで構成されている点が異なっている。具体的には、連結部材８０は、第１連結部材３０がそのままルーフ補強部２６まで延長された構成とされており、「内側接続部８０Ａ」、「外側接続部８０Ｂ」及び「薄肉部８０Ｃ」を含んで構成されている。

内側接続部８０Ａは、連結部材８０の車両幅方向内側の部分を構成していると共に、図示しないリベット等の締結部材でルーフ補強部２６に締結されている。一方、外側接続部８０Ｂは、連結部材８０の車両幅方向外側の部分を構成していると共に、外側接続部３０Ｅと同様の箇所が、スポット溶接等による接合部８２でルーフサイドレール１８に接合されている。そして、内側接続部８０Ａと外側接続部８０Ｂとの間には、内側接続部８０Ａ及び外側接続部８０Ｂよりも薄肉とされて車両幅方向に延びる薄肉部８０Ｃが形成されている。この薄肉部８０Ｃは、内側接続部８０Ａ及び外側接続部８０Ｂよりも衝突荷重Ｆによって変形しやすい部分であり、本実施形態では、薄肉部８０Ｃが脆弱部として機能している。

このような構成によれば、図７（Ｂ）に示されるように、車両幅方向からの衝突荷重Ｆが入力されると、薄肉部８０Ｃが曲げ変形することで衝突荷重Ｆが吸収される。また、連結部材８０にビード部等を設けて脆弱部を設定する場合と比し、当該脆弱部の構成を簡略化することができる。したがって、本実施形態では、車両１０の側突時における衝突荷重Ｆの吸収効率を確保しつつ連結部材８０の構成を簡略化することができる。

＜上記実施形態の補足説明＞
（１） 上述した第１実施形態では、第１連結部材３０及び第２連結部材３２が設けられているが、第１連結部材３０をルーフ補強部２６まで延長した部材でルーフ補強部２６とルーフサイドレール１８とを連結する構成としてもよい。このような構成によっても、高剛性部４８による作用並びに効果を除き、上述した第１実施形態と同様の作用並びに効果を奏する。

（２） 上述した第１実施形態及び第２実施形態では、中立軸Ｌと反対側に凸となるように膨出しているビード部を設けたが、中立軸Ｌ側に凸となるように膨出しているビード部のみを設ける構成としてもよい。このような構成によれば、第１連結部材の構成の簡略化を図ることができる。また、ビード部の代わりに車両前後方向に延在する長孔部等を形成して脆弱部として機能させてもよい。

（３） 上述した実施形態では、ルーフ補強部２６とルーフサイドレール１８とを連結する連結部材の断面形状がハット状とされていたが、これに限らない。例えば、車両１０の構成に応じて、連結部材を平板状にする等種々の構成をとり得る。

（４） また、上述した実施形態では、ルーフ補強部２６がＣＦＲＰ製とされているが、鉄よりも比強度が大きい材質であれば、ガラス繊維強化樹脂等の繊維強化樹脂で構成されていてもよい。

１０ 車両
１２ 車体
１４ センタピラー
１６ ルーフ部
１８ ルーフサイドレール
２６ ルーフ補強部
３０ 第１連結部材（連結部）
３０Ｅ 外側接続部
３２ 第２連結部材（連結部）
３２Ｆ 内側部（内側接続部）
４２ 脆弱部
４４ ビード部（凸ビード部）
４６ ビード部（凹ビード部）
４８ 高剛性部
６０ 第１連結部材（連結部）
６２ ビード部（第１凹ビード部）
６４ ビード部（第２凹ビード部）
６６ ビード部（凸ビード部）
６８ 脆弱部
８０ 連結部材（連結部）
８０Ａ 内側接続部
８０Ｂ 外側接続部
８０Ｃ 薄肉部（脆弱部）

Claims (7)

1. 車体のルーフ部の一部を構成しかつ当該車体の一部を構成するセンタピラーに支持されると共に車両前後方向に延びる左右一対のルーフサイドレールと、
   前記ルーフサイドレール間に配置されて車両幅方向に延在する繊維強化樹脂製のルーフ補強部と、
   前記ルーフサイドレールと前記ルーフ補強部とを連結すると共に当該ルーフ補強部が車両幅方向からの衝突荷重で曲げ変形する前に当該衝突荷重で変形する脆弱部を備えた金属製の連結部と、
   を有し、
   前記脆弱部には、前記衝突荷重による前記連結部の車両上下方向の曲げの中立軸側に凸となる車両前後方向に延びる凸ビード部が形成されると共に、
   前記脆弱部には、前記連結部と前記ルーフ補強部との内側接続部よりも車両幅方向外側に前記中立軸と反対側に凹みかつ車両前後方向に延びる第１凹ビード部が形成され、当該連結部と前記ルーフサイドレールとの外側接続部よりも車両幅方向内側に当該中立軸と反対側に凹みかつ車両前後方向に延びる第２凹ビード部が形成され、前記凸ビード部が当該第１凹ビード部と当該第２凹ビード部との間に形成されており、
   前記外側接続部は、前記ルーフサイドレールの車両下方側の部分に設けられていると共に、前記凸ビード部、前記第１凹ビード部及び前記第２凹ビード部は、当該外側接続部よりも車両上方側でかつ当該ルーフサイドレールの頂部よりも車両下方側に配置されている、
   車両用ルーフ構造。
2. 車体のルーフ部の一部を構成しかつ当該車体の一部を構成するセンタピラーに支持されると共に車両前後方向に延びる左右一対のルーフサイドレールと、
   前記ルーフサイドレール間に配置されて車両幅方向に延在する繊維強化樹脂製のルーフ補強部と、
   前記ルーフサイドレールと前記ルーフ補強部とを連結すると共に当該ルーフ補強部が車両幅方向からの衝突荷重で曲げ変形する前に当該衝突荷重で変形する脆弱部を備えた金属製の連結部と、
   を有し、
   前記ルーフサイドレールには、車両幅方向内側に延出された延出部が設けられ、
   前記脆弱部は、前記衝突荷重で変形した状態において前記延出部に当接可能とされている、
   車両用ルーフ構造。
3. 前記脆弱部には、前記衝突荷重による前記連結部の車両上下方向の曲げの中立軸側に凸となる車両前後方向に延びる凸ビード部が形成されている、
   請求項２に記載の車両用ルーフ構造。
4. 前記脆弱部には、前記連結部と前記ルーフ補強部との内側接続部よりも車両幅方向外側に前記凸ビード部が形成されていると共に、当該連結部と前記ルーフサイドレールとの外側接続部よりも車両幅方向内側でかつ当該凸ビード部よりも車両幅方向外側に前記中立軸と反対側に凹みかつ車両前後方向に延びる凹ビード部が形成されており、
   前記外側接続部は、前記ルーフサイドレールの車両下方側の部分に設けられていると共に、前記凸ビード部及び前記凹ビード部は、当該外側接続部よりも車両上方側でかつ当該ルーフサイドレールの頂部よりも車両下方側に配置されている、
   請求項３に記載の車両用ルーフ構造。
5. 前記脆弱部には、前記連結部と前記ルーフ補強部との内側接続部よりも車両幅方向外側に前記中立軸と反対側に凹みかつ車両前後方向に延びる第１凹ビード部が形成され、当該連結部と前記ルーフサイドレールとの外側接続部よりも車両幅方向内側に当該中立軸と反対側に凹みかつ車両前後方向に延びる第２凹ビード部が形成され、前記凸ビード部が当該第１凹ビード部と当該第２凹ビード部との間に形成されており、
   前記外側接続部は、前記ルーフサイドレールの車両下方側の部分に設けられていると共に、前記凸ビード部、前記第１凹ビード部及び前記第２凹ビード部は、当該外側接続部よりも車両上方側でかつ当該ルーフサイドレールの頂部よりも車両下方側に配置されている、
   請求項３に記載の車両用ルーフ構造。
6. 前記脆弱部は、前記連結部の一部を構成しかつ前記ルーフ補強部と接続されている内側接続部と当該連結部の一部を構成しかつ前記ルーフサイドレールと接続されている外側接続部との間に設けられていると共に、当該内側接続部及び当該外側接続部よりも薄肉に形成された薄肉部とされている、
   請求項２に記載の車両用ルーフ構造。
7. 前記連結部における前記ルーフ補強部と前記脆弱部との間には、車両上下方向の曲げに対する剛性が当該ルーフ補強部の当該剛性よりも大きく設定された高剛性部が設けられている、
   請求項１〜請求項６の何れか１項に記載の車両用ルーフ構造。