JP6727241B2 - 車両のルーフ構造 - Google Patents

Description

本発明は、ルーフサイドレールから補強部材に荷重を伝達する荷重伝達部材と、インフレータと、を備える車両のルーフ構造に関する。

例えば、特許文献１に記載の車両のルーフ構造は、図６に示すように、車両上部の車幅方向両側において車両前後方向に延設されたルーフサイドレール９０を備える。また、車両のルーフ構造は、両側のルーフサイドレール９０間において車幅方向に延設されたセンタフレーム９１を備える。センタフレーム９１は、車幅方向の両端部に荷重受け部９２を備える。車両のルーフ構造は、荷重伝達部材９３を備える。荷重伝達部材９３は、ルーフサイドレール９０とセンタフレーム９１とを連結するように結合されている。

荷重伝達部材９３の下方には、カーテンシールドエアバッグ（インフレータ）９４がルーフサイドレール９０の長手方向に沿って配設されている。荷重伝達部材９３は、カーテンシールドエアバッグ９４を避けるように、車両前後方向から見て湾曲した形状である。そして、側面衝突により車両側部に側突荷重が入力されると、該側突荷重が、ルーフサイドレール９０からセンタフレーム９１に、荷重伝達部材９３を介して伝達されるようになっている。

特開２００９−２６２６６２号公報

しかし、特許文献１のように、荷重伝達部材９３を用いた車両のルーフ構造においては、側面衝突時、荷重伝達部材９３の変形を抑制し、荷重伝達部材９３からセンタフレーム９１へ荷重を効率良く伝達することが望まれている。

本発明の目的は、側突荷重を補強部材に効率良く伝達できる車両のルーフ構造を提供することにある。

上記問題点を解決するための車両のルーフ構造は、車両上部の車幅方向両側において車両前後方向に延設されたルーフサイドレールと、車両ルーフに設けられ、車幅方向両側の前記ルーフサイドレール間において車幅方向に延設された補強部材と、前記ルーフサイドレールと前記補強部材とを連結するように該ルーフサイドレール及び該補強部材に結合され、側面衝突時に前記ルーフサイドレールから前記補強部材に荷重を伝達する荷重伝達部材と、前記ルーフサイドレールの車両内側に配置され、エアバッグに気体を供給するインフレータと、を備える車両のルーフ構造であって、前記荷重伝達部材は、当該荷重伝達部材を前記補強部材に結合するための第１結合部と、前記荷重伝達部材を前記ルーフサイドレールに結合するための第２結合部と、車両前後方向に見た側面視で前記第１結合部と前記第２結合部の間に位置し、かつ前記車幅方向に直線状に延びる部分を有する荷重伝達部と、前記荷重伝達部から延設され、前記インフレータを支持するインフレータ支持部と、を備えることを要旨とする。

これによれば、側面衝突により車両側部に側突荷重が入力されると、該側突荷重が、ルーフサイドレールから補強部材に、荷重伝達部材を介して伝達される。車両前後方向から見て湾曲した形状の荷重伝達部と比べて、側面視で直線状に延びる部分を有する荷重伝達部は側突荷重によって変形しにくく、側突荷重を補強部材に効率良く伝達できる。また、例えば、補強部材及びルーフサイドレールに荷重伝達部材が既に結合された状態でインフレータを配置する場合では、インフレータが荷重伝達部材に干渉しないようにするため、荷重伝達部材を湾曲させた形状とする場合がある。しかし、インフレータ支持部にインフレータを支持させることで、インフレータを配置しながら、荷重伝達部材を補強部材及びルーフサイドレールに結合でき、荷重伝達部を湾曲させた形状とする必要がなくなり、荷重伝達部を、車両前後方向から見て直線状にでき、側突荷重を補強部材に効率良く伝達できる。

また、車両のルーフ構造について、前記インフレータ支持部は前記荷重伝達部材における車両上下方向の上面側で前記インフレータを支持してもよい。
これによれば、車両ルーフと荷重伝達部の間にインフレータを配置でき、ルーフサイドレールより車内側下方において、荷重伝達部材より下方にインフレータの配置スペースを確保する必要がなくなる。

また、車両のルーフ構造について、前記荷重伝達部は、前記車幅方向に延びる凹部を有するように波板状に形成されていてもよい。
これによれば、側突荷重によって荷重伝達部が変形することを抑制できる。

また、車両のルーフ構造について、前記荷重伝達部材は、当該荷重伝達部材を前記補強部材及び前記ルーフサイドレールに仮止めするための仮止め部を備えていてもよい。
これによれば、車両のルーフ構造を製造する方法の一例として、インフレータ支持部にインフレータを支持させた荷重伝達部材を、補強部材及びルーフサイドレールの下側から結合する方法がある。このとき、仮止め部を用いることで荷重伝達部材を補強部材及びルーフサイドレールに仮止めでき、荷重伝達部材を補強部材及びルーフサイドレールに支持させることができる。荷重伝達部材は、第１結合部、第２結合部、及び荷重伝達部を一体に備え、しかもインフレータを支持しているため重量が増加しているが、仮止めすることで荷重伝達部材を支持する労力を軽減でき、結合作業が行いやすくなる。

本発明によれば、側突荷重を補強部材に効率良く伝達できる。

車両のルーフ構造を模式的に示す部分斜視図。 車両のルーフ構造を示す図１の２−２線拡大断面図。 荷重伝達部材、インフレータ及びセンタフレームを示す分解斜視図。 荷重伝達部材を示す斜視図。 荷重伝達部材の結合状態を示す斜視図。 背景技術を示す図。

以下、車両のルーフ構造を具体化した一実施形態を図１〜図５にしたがって説明する。
図１又は図２に示すように、車両のルーフ構造１０は、車両ルーフ１１の車室内側に配設されたサンルーフユニット１２と、ルーフサイドレール１３と、補強部材としてのセンタフレーム２０と、荷重伝達部材３０と、を有する。サンルーフユニット１２は、四角枠状である。ルーフサイドレール１３は、車両上部の車幅方向両側において車両前後方向にそれぞれ延設されている。

図２に示すように、ルーフサイドレール１３は、ルーフサイドレールアウタ１４とルーフサイドレールインナ１５とを接合して構成されている。ルーフサイドレールアウタ１４とルーフサイドレールインナ１５とは、例えば車両上側の第１接合部１６及び車両下側の第２接合部１７において接合されて、閉断面に構成されている。

ルーフサイドレール１３は、センタピラー１８に連なるアウタパネル１９により外側から覆われている。センタピラー１８は、車幅方向の両側の車両前後方向のほぼ中央に配置されるとともに、車両上下方向に延在する。センタピラー１８は、センタピラーアウタ１８ａと、センタピラーインナ１８ｂとを接合して構成されている。アウタパネル１９は、接合部１９ａにおいて車両ルーフ１１及びルーフサイドレール１３に接合されている。センタフレーム２０は、車両ルーフ１１に形成されたルーフ開口部１１ａを跨ぐようにサンルーフユニット１２に接合されている。

図３に示すように、センタフレーム２０は、アッパーフレーム２１と、ロアフレーム２２を車両上下方向に重ね合わせて接合することで構成されている。アッパーフレーム２１は車幅方向に長手が延びる長尺な平板状である。ロアフレーム２２は、断面逆ハット状である。ロアフレーム２２は、上端から車両前後方向に延設されたフランジ２３を備え、フランジ２３には貫通孔２３ａが設けられている。また、ロアフレーム２２の車幅方向両端部において、凹んだ部分の上面には一対の取付ナット２５が接合されている。一対の取付ナット２５は、車幅方向に並設されている。

ロアフレーム２２において、車幅方向の両端部には、取付プレート２４が接合されている。取付プレート２４は、ロアフレーム２２の一対のフランジ２３それぞれに重合する重合部２４ａと、一対の重合部２４ａを連結する連結部２４ｂとを備える。取付プレート２４の上面には、フランジ２３の貫通孔２３ａに対向する位置に取付ナット２５が接合されている。また、取付プレート２４は、各重合部２４ａに取付孔２６ａを備える。

上記構成のセンタフレーム２０において、車幅方向の両端部それぞれには荷重伝達部材３０が結合されている。図３、図４又は図５に示すように、荷重伝達部材３０は、車幅方向に長手が延びる形状であり、車両前後方向に短手が延びる形状である。荷重伝達部材３０は、矩形平板状の板材を成形して形成されている。荷重伝達部材３０は、車両前後方向に沿った中央部に荷重伝達部３２を備える。車両上側から荷重伝達部材３０を見た平面視では、荷重伝達部３２は、車幅方向に沿って荷重伝達部材３０全体に亘って設けられている。そして、荷重伝達部３２は、車両前後方向に見た側面視において、直線状に延びる部分３２ｂを有する。本実施形態では、荷重伝達部３２は、その長手方向におけるセンタフレーム２０側に側面視で直線状に延びる部分３２ｂを有する。

荷重伝達部３２は、車両前後方向に沿った両側に第１補強部３１ａを備える。第１補強部３１ａは、荷重伝達部材３０を形成する板材を曲げて形成されており、補強リブとしての機能を有する。第１補強部３１ａは、車幅方向に沿って荷重伝達部３２の全体に亘って設けられている。そして、荷重伝達部３２には、車両前後方向に沿った両側に、車幅方向に延びる凹部３２ａが設けられている。

荷重伝達部３２は、ルーフサイドレール１３側に第２補強部３１ｂを備える。第２補強部３１ｂは、荷重伝達部材３０を形成する板材を曲げて形成されており、補強リブとしての機能を有する。そして、荷重伝達部３２の凹部３２ａは、ルーフサイドレール１３側では、第１補強部３１ａと第２補強部３１ｂとの間に形成されている。したがって、荷重伝達部３２は、第１補強部３１ａ及び第２補強部３１ｂを備えることにより、車幅方向全体に延びる凹部３２ａを有するように波板状に形成されている。

荷重伝達部材３０のセンタフレーム２０側では、第１補強部３１ａは、車両前後方向に沿って荷重伝達部３２の平板状の部分から離れるに従い下方に延出した後、荷重伝達部３２の平板状の部分より上方にまで延出した形状である。一方、荷重伝達部材３０のルーフサイドレール１３側では、第１補強部３１ａは、車両前後方向に沿って上方に延出した形状である。また、第２補強部３１ｂは、荷重伝達部３２の車両前後方向の中央部から上方へ膨出した形状である。

荷重伝達部材３０は、センタフレーム２０側において、荷重伝達部３２の各第１補強部３１ａから車両前後方向に沿って第１補強部３１ａよりも外方へ延設された第１結合片３３を備える。荷重伝達部材３０は、車幅方向に沿ったセンタフレーム２０側に、四つの第１結合部３４を備え、各第１結合部３４は、荷重伝達部材３０を板厚方向に貫通した貫通孔である。四つのうちの二つの第１結合部３４は、荷重伝達部３２におけるセンタフレーム２０側に並設されている。また、残りの二つの第１結合部３４は、各第１結合片３３に形成されている。よって、荷重伝達部材３０は、車両上下方向において高さの異なる位置に第１結合部３４を備える。そして、荷重伝達部３２の二つの第１結合部３４に挿通されたボルト４０が、ロアフレーム２２の取付ナット２５に螺合されるとともに、各第１結合片３３の第１結合部３４に挿通されたボルト４０が、取付プレート２４の取付ナット２５に螺合されることで荷重伝達部材３０がセンタフレーム２０に結合されている。よって、荷重伝達部材３０のセンタフレーム２０側は、高さの異なる位置でセンタフレーム２０に結合されている。

また、荷重伝達部材３０は、各第１結合片３３からセンタフレーム２０に向けて延設された第１仮止め部３５を備える。第１仮止め部３５は例えば、弾性変形可能な係止爪である。そして、第１仮止め部３５を、フランジ２３を貫通させて、取付プレート２４に設けた取付孔２６ａに挿入し、第１仮止め部３５を取付プレート２４に掛止させることにより、荷重伝達部材３０をセンタフレーム２０に仮止めできる。

荷重伝達部材３０は、ルーフサイドレール１３側において、荷重伝達部３２の各第１補強部３１ａから延設された第２結合片３６を備える。すなわち、荷重伝達部材３０は、荷重伝達部３２のルーフサイドレール１３側の端縁から延設された第２結合片３６を備える。各第２結合片３６は、車両前後方向に沿って各第１補強部３１ａよりも外方へ延設されている。荷重伝達部材３０は、各第２結合片３６に第２結合部３７を備え、第２結合部３７は、第２結合片３６を板厚方向に貫通する貫通孔である。各第２結合部３７に挿通されたボルト４０が、ルーフサイドレール１３のルーフサイドレールインナ１５に設けた図示しない取付ナットに螺合されることで、荷重伝達部材３０がルーフサイドレール１３に結合されている。

また、荷重伝達部材３０は、各第２結合片３６からルーフサイドレール１３に向けて延設された第２仮止め部３９を備える。第２仮止め部３９は例えば、弾性変形可能な掛止爪である。そして、第２仮止め部３９を、ルーフサイドレール１３に設けた取付孔（図示せず）に挿入し、第２仮止め部３９をルーフサイドレール１３に掛止させることにより、荷重伝達部材３０をルーフサイドレール１３に仮止めできる。

図２に示すように、荷重伝達部材３０において、第１結合部３４は、荷重伝達部３２における車幅方向に沿ったセンタフレーム２０側に設けられ、第２結合部３７は、荷重伝達部３２における車幅方向に沿ったルーフサイドレール１３側に設けられている。そして、車両前後方向に見た側面視では、第１結合部３４と第２結合部３７の間に荷重伝達部３２が位置している。

図４又は図５に示すように、荷重伝達部材３０は、車幅方向に沿った荷重伝達部３２の中央部付近に、各第１補強部３１ａの上端から上方へ延設されたインフレータ支持部３８を備える。各インフレータ支持部３８は、車両前後方向に見て円弧状の支持面３８ａを上面に備え、支持面３８ａの曲率は、カーテンシールドエアバッグ４２のインフレータ４３の曲率と同じ又はほぼ同じである。そして、一対のインフレータ支持部３８に、インフレータ４３の長手方向両側が支持されている。インフレータ４３は、バンド４４によって各インフレータ支持部３８に取り付けられている。したがって、インフレータ支持部３８は、荷重伝達部材３０における車両上下方向の上面側でインフレータ４３を支持しており、インフレータ４３は、荷重伝達部３２の上方に支持されている。

ここで、上記荷重伝達部材３０を備えたルーフ構造１０の製造方法を簡単に説明する。
まず、荷重伝達部材３０の一対のインフレータ支持部３８にインフレータ４３をバンド４４によって取り付け、インフレータ４３をインフレータ支持部３８に支持させ、カーテンシールドエアバッグ４２を荷重伝達部材３０に取り付ける。次に、ルーフサイドレール１３、及びセンタフレーム２０が設置された状態において、インフレータ４３を含むカーテンシールドエアバッグ４２と一体の荷重伝達部材３０を、ルーフサイドレール１３及びセンタフレーム２０の下側から持ち上げる。

そして、荷重伝達部材３０の第１仮止め部３５を、センタフレーム２０に仮止めする。また、荷重伝達部材３０の第２仮止め部３９を、ルーフサイドレール１３に仮止めする。荷重伝達部材３０をルーフサイドレール１３及びセンタフレーム２０に仮止めし、吊下げた状態で、各第１結合部３４に挿通したボルト４０を、センタフレーム２０の取付ナット２５に螺合し、荷重伝達部材３０をセンタフレーム２０に結合する。また、各第２結合部３７に挿通したボルト４０を、ルーフサイドレール１３の取付ナット（図示せず）に螺合し、荷重伝達部材３０をルーフサイドレール１３に結合する。

その結果、カーテンシールドエアバッグ４２を支持した荷重伝達部材３０が、ルーフサイドレール１３とセンタフレーム２０とを連結するように該ルーフサイドレール１３及びセンタフレーム２０に結合される。

次に、車両のルーフ構造１０の作用について説明する。
本実施形態に係る車両のルーフ構造１０では、側面衝突により車両側部に側突荷重Ｆ（図２参照）が入力されると、該側突荷重Ｆが、ルーフサイドレール１３からセンタフレーム２０に、荷重伝達部材３０を介して伝達される。この際、荷重伝達部材３０の荷重伝達部３２によって、側突荷重Ｆがセンタフレーム２０に効率良く伝達される。

上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）荷重伝達部材３０は、車両前後方向に見た側面視で第１結合部３４と第２結合部３７の間に位置する荷重伝達部３２を備え、この荷重伝達部３２は、側面視で直線状に延びる部分３２ｂを有する。このため、車両前後方向から見た側面視で湾曲した形状の荷重伝達部と比べると、荷重伝達部３２は側突荷重Ｆによって変形しにくく、側面衝突時の側突荷重Ｆをセンタフレーム２０へ効率良く伝達できる。

（２）荷重伝達部材３０は、荷重伝達部３２から延設されたインフレータ支持部３８を備え、インフレータ支持部３８によって荷重伝達部材３０の上面側にインフレータ４３を支持することができる。このため、ルーフ構造１０の製造時、インフレータ４３をルーフサイドレール１３の車室内側に配置しながら、荷重伝達部材３０をルーフサイドレール１３及びセンタフレーム２０に結合できる。その結果として、インフレータ４３と荷重伝達部３２との干渉をなくすために荷重伝達部３２を湾曲させた形状とする必要がなくなり、荷重伝達部３２に側面視で直線状に延びる部分３２ｂを設けることができ、側突荷重Ｆをセンタフレーム２０へ効率良く伝達できる。

（３）荷重伝達部３２は、第１結合部３４及び第２結合部３７と一体であるため、荷重伝達部３２と各結合部３４，３７とが別体である場合と比べても、側突荷重Ｆをセンタフレーム２０に効率良く伝達できる。

（４）荷重伝達部３２を、側面視で直線状に延びる部分３２ｂを有する形状にした。このため、側面視で湾曲した形状の荷重伝達部と比べて荷重伝達部３２の剛性を高めることができる。よって、荷重伝達部３２に必要な剛性を持たせるために、荷重伝達部材３０の板厚を厚くしたり、荷重伝達部材３０を高強度材料製としたりする必要がなく、ルーフ構造１０の重量増加なく、荷重伝達部３２の剛性を高めることができる。

（５）荷重伝達部材３０は、荷重伝達部３２から上方に延設されたインフレータ支持部３８を備え、インフレータ支持部３８は、荷重伝達部材３０における車両上下方向の上面側にインフレータ４３を支持できる。よって、インフレータ４３を、荷重伝達部材３０より上側に配置でき、インフレータ４３が荷重伝達部材３０より車室内側に位置することがなく、荷重伝達部材３０より下方にインフレータ４３の配置スペースを確保する必要がなくなる。

（６）荷重伝達部３２は、第１及び第２補強部３１ａ，３１ｂにより、車幅方向に延びる凹部３２ａを有するように波板状に形成されている。よって、第１及び第２補強部３１ａ，３１ｂにより荷重伝達部３２を補強して側突荷重Ｆによって荷重伝達部３２が変形することを抑制できる。

（７）荷重伝達部材３０は、第１仮止め部３５及び第２仮止め部３９を備える。第１仮止め部３５及び第２仮止め部３９によって、荷重伝達部材３０をセンタフレーム２０及びルーフサイドレール１３に仮止めできる。よって、ルーフ構造１０の製造時、センタフレーム２０及びルーフサイドレール１３に荷重伝達部材３０を仮止めした状態で、荷重伝達部材３０をルーフサイドレール１３及びセンタフレーム２０に結合する作業を行うことができる。荷重伝達部材３０は、インフレータ４３を支持するため、荷重伝達部材３０だけの場合と比べて重量が増加しているが、仮止めすることで荷重伝達部材３０を支持する労力を軽減でき、結合作業が行いやすくなる。したがって、荷重伝達部材３０に第１仮止め部３５を設けることは、インフレータ支持部３８を備える荷重伝達部材３０にとって特に有効である。

なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 荷重伝達部材３０は、第１仮止め部３５及び第２仮止め部３９を備えず、センタフレーム２０及びルーフサイドレール１３への仮止めができない構成であってもよい。

○ 荷重伝達部材３０は、荷重伝達部３２に必要な剛性を持たせることができれば、車幅方向に延びる凹部３２ａを有するような波形状以外であってもよい。
○ インフレータ支持部３８は、荷重伝達部３２より下方へ延設されていてもよい。そして、インフレータ支持部３８は、荷重伝達部材３０における車両上下方向の下面側でインフレータ４３を支持してもよく、この場合、インフレータ支持部３８はインフレータ４３を吊下げ支持する構成であってもよい。

○ 実施形態では、補強部材としてセンタフレーム２０に具体化したが、補強部材はこれに限らない。例えば、補強部材は、ルーフ開口部１１ａを有しない車両ルーフ１１に設けられるリインフォースメントであってもよい。

○ 第１結合部３４の数は適宜変更してもよいし、第２結合部３７の数も適宜変更してもよい。
○ 荷重伝達部３２は、第１補強部３１ａ及び第２補強部３１ｂを備えていなくてもよい。

○ 荷重伝達部３２は、車幅方向全体に亘って側面視で直線状に延びる形状であってもよい。
○ インフレータ４３は、バンド４４以外の固定方法、例えば、クリップや溶接や接着剤などによって各インフレータ支持部３８に取り付けられていてもよい。

１０…ルーフ構造、１１…車両ルーフ、１３…ルーフサイドレール、２０…補強部材としてのセンタフレーム、３０…荷重伝達部材、３２…荷重伝達部、３２ａ…凹部、３２ｂ…直線状に延びる部分、３４…第１結合部、３５…第１仮止め部、３７…第２結合部、３８…インフレータ支持部、３９…第２仮止め部、４２…カーテンシールドエアバッグ、４３…インフレータ。

Claims (4)

1. 車両上部の車幅方向両側において車両前後方向に延設されたルーフサイドレールと、
   車両ルーフに設けられ、車幅方向両側の前記ルーフサイドレール間において車幅方向に延設された補強部材と、
   前記ルーフサイドレールと前記補強部材との間を連結するように該ルーフサイドレール及び該補強部材に結合され、側面衝突時に前記ルーフサイドレールから前記補強部材に荷重を伝達する荷重伝達部材と、
   前記ルーフサイドレールの車両内側に配置され、エアバッグに気体を供給するインフレータと、を備える車両のルーフ構造であって、
   前記荷重伝達部材は、前記ルーフサイドレールと前記補強部材の車幅方向の端部との間を連結しており、
   当該荷重伝達部材を前記補強部材に結合するための第１結合部と、
   前記荷重伝達部材を前記ルーフサイドレールに結合するための第２結合部と、
   車両前後方向に見た側面視で前記第１結合部と前記第２結合部の間に位置し、かつ前記車幅方向に直線状に延びる部分を有する荷重伝達部と、
   前記荷重伝達部から延設され、前記インフレータを支持するインフレータ支持部と、を備えることを特徴とする車両のルーフ構造。
   
2. 前記インフレータ支持部は前記荷重伝達部材における車両上下方向の上面側で前記インフレータを支持する請求項１に記載の車両のルーフ構造。
3. 前記荷重伝達部は、前記車幅方向に延びる凹部を有するように波板状に形成される請求項１又は請求項２に記載の車両のルーフ構造。
4. 前記荷重伝達部材は、当該荷重伝達部材を前記補強部材及び前記ルーフサイドレールに仮止めするための仮止め部を備える請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載の車両のルーフ構造。