JP6869287B2 - 車体上部構造 - Google Patents

Description

本発明は、車体上部構造に関する。

従来の車体上部構造では、フロントルーフレールの一部に孔部が開口形成されている（例えば特許文献１等参照）。このようなものでは、フロントルーフレールに衝突荷重が加わると、孔部の周縁が下方に向けて凹みながら変形し、衝撃が緩和される。

特開２０１４−１６２２９７号

しかしながら、従来の車体上部構造では、開口部を多く設定する、あるいは開口面積を大きく設定すると、フロントルーフレールの強度が低下する。
このため、良好な効率で衝突荷重を緩和させることについては、十分に対応できていない。
本発明は、衝撃を効率よく緩和することができる車体上部構造を提供することを目的とする。

本発明は、車幅方向に延設されるフロントルーフレールを備えた車両上部構造において、フロントルーフレールは、高剛性部と、高剛性部の車幅方向に隣接して配置される変形開口部と、を設け、変形開口部は、変形開口本体および、変形開口本体に連設されて変形開口本体よりも、車両前後方向の寸法を短く設定した変形促進開口を有し、変形促進開口は、高剛性部の前側に配置され、高剛性部と車両前後方向で重複している、車体上部構造を特徴とする。

本発明によれば、衝撃を効率よく緩和することができる車体上部構造が提供される。

本発明の実施形態の車体上部構造で、ルーフパネルを外してルーフ部を上から見た上面図である。 車体上部構造で、ルーフ部の要部を拡大した図１中Ａ部の上面図である。 車体上部構造で、車室内側のトリムを外してルーフ部を見上げた平面図である。

以下、本発明の一実施形態について、適宜図面を参照しながら説明する。同一の構成要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。方向を説明する際には、特に示さない限り、基本的に運転者から見た前後，左右あるいは上下に基づいて説明する。また、「車幅方向」は「左右方向」と同義である。

図１は、本発明の実施形態の車体上部構造が適用される車両１のうち、ルーフパネルを外してルーフ部２を上から見た上面図である。
ルーフ部２の前縁には、左，右一対のルーフサイドレール３，３間にフロントルーフレール４およびルーフアーチ５が延設されている。なお、ここでは、フロントルーフレール４のうち、車両１左側の構成を中心に説明する。フロントルーフレール４の右側の構成については、左側の構成と同一乃至均等の構成であるので、説明を省略する。

図２に示すように、フロントルーフレール４は、長手方向を車幅方向に沿わせて延設されていて、ほぼ平坦な一般面２０と、一般面２０の前縁に設けられる前縁フランジ部２１と、一般面２０の後縁に設けられる後縁フランジ部２２とを一体に有している。
このうち、一般面２０は、前，後縁フランジ部２１，２２よりも一段低い位置に形成されて、フロントルーフレール４の車両前後方向の断面形状を逆ハット状としている。
また、フロントルーフレール４は、図示しないルーフパネルに前，後縁フランジ部２１，２２を接合する。これにより、ルーフパネルの下方に所定の間隔を設けて一般面２０が配置されて、ルーフパネル及びフロントルーフレール４で囲まれた車幅方向に連続する閉断面が形成される。

図３に示すように、一般面２０には、サンバイザ１１を装着する高剛性部としての取付座面３０と、取付座面３０の車幅方向で内側に隣接して配置される変形開口部４０と、変形開口部４０の周縁で変形により衝撃を吸収する開口周縁部５０とが設けられている。

このうち、取付座面３０は、複数の辺を有する平面視略多角形形状を呈していて、フロントルーフレール４の左，右のルーフサイドレール３側に隣接して配置されている。
図２に示すように、取付座面３０は、フロントルーフレール４の一般面２０から下方（室内側）に向けて膨出形成される膨出部３１と、膨出部３１のほぼ中央部に位置する平坦な座面部３２とを有している。
本実施形態の取付座面３０は、膨出部３１の車両前，後側の各傾斜面を前，後縁フランジ部２１，２２に沿わせて配置している。これにより、座面部３２の前，後の各辺は、前，後縁フランジ部２１，２２に平行に配置される。

また、取付座面３０には、車両内側に向けて平面視で略山型で先細り形状の凸部３５が形成されている。凸部３５の先端は、変形開口部４０の方向に突設されている。そして、凸部３５の先端両側の斜めの部分には、前側傾斜部３５ａおよび後側傾斜部３５ｂが形成されている。
前側傾斜部３５ａは、車両内側に向かうにつれて前縁フランジ部２１側から離間する後側方向に傾斜している。後側傾斜部３５ｂは、車両内側に向かうにつれて後縁フランジ部２２側から離間する前側方向に傾斜している。

図２に示すように、座面部３２の中央部には、取付孔３３が開口形成されている。図３に示すサンバイザ１１は、アーム部１１ａを介して基端部１１ｂに回動可能となるように支持されている。そして、取付孔３３には、サンバイザ１１の基端部１１ｂが取付けられる。
本実施形態の取付座面３０には、取付孔３３から車幅方向外側に向けて長孔３４が延設されている。長孔３４の外端縁３４ａは、膨出部３１を横切り、一般面２０を車両前後に分断してルーフサイドレール３近傍まで延設されている。
そして、アーム部１１ａを装着する際に、アーム部１１ａの基端部１１ｂ（図３参照）を長孔３４の外端縁３４ａ側から延設方向に沿わせて、車内側方向へスライド挿入する。
これにより、取付孔３３の位置に基端部１１ｂが配置されて、取付座面３０にアーム部１１ａを回動可能に装着できる。

さらに、アーム部１１ａの回動により、先端側１１ｃを車両内側に向け、サンバイザ１１をフロントルーフレール４に沿わせることができる。また、フロントルーフレール４の下面側で、車幅方向中央側には、先端側１１ｃを係止する係止フック部６０が設けられている。
そして、係止フック部６０にアーム部１１ａの先端側１１ｃを係止する。これにより、サンバイザ１１は、フロントルーフレール４およびルーフアーチ５の下側に沿って保持される。

図３に示すように、本実施形態の変形開口部４０は、取付座面３０の車幅方向内側で、かつ、係止フック部６０の車幅方向外側に配置されている。そして、変形開口部４０は、取付座面３０と係止フック部６０との間で、長手方向を車幅方向に沿わせた略長方形形状となるように開口形成されている。
また、変形開口部４０は、変形開口部４０の大半を占める略長方形形状の変形開口本体４１と、変形開口本体４１に連設されて変形開口本体４１よりも、車両前後方向の寸法が短く設定された変形促進開口４２とを有している。

図２に示すように、変形促進開口４２は、取付座面３０の前側に変形開口本体４１から車幅方向に突設されて変形開口本体４１と連設されている。本実施形態の変形促進開口４２は、車外側に向けて頂点部を延設する略三角形状に形成されている。
これにより、本実施形態の変形開口部４０の車幅方向の長さＷ２は、変形促進開口４２の頂点部が車外側に延設されている分、変形開口本体４１の長さＷ１よりも長く形成される。
そして、変形促進開口４２は、取付座面３０の前側に配置され、取付座面３０の前側傾斜部３５ａと車両前後方向で重複している。

図２に示すように、変形開口部４０の周縁には、変形により衝撃を吸収する開口周縁部５０が設けられている。本実施形態の開口周縁部５０は、変形開口部４０の前側に脆弱部５１を有している。また、開口周縁部５０は、変形開口部４０の後側に脆弱部５１よりも変形しにくい難変形部５２を有している。
このうち、脆弱部５１は、変形開口部４０の前側に車幅方向に沿って延設されている。
また、変形促進開口４２は、一般面２０のうち、取付座面３０の前側まで延設されていて、凸部３５の前側傾斜部３５ａと車両前後方向で重複している。
これにより、変形促進開口４２は、取付座面３０と前側の脆弱部５１との間の一般面２０を分断する。したがって、脆弱部５１は、取付座面３０と接続されていない状態となる。

また、開口周縁部５０は、変形開口部４０の後側に、取付座面３０と一般面２０を介して連続する難変形部５２が設けられている。難変形部５２の車幅方向長さは、変形開口本体４１の車幅方向長さＷ１とほぼ同じである。
さらに、難変形部５２の車幅方向長さＷ２は、脆弱部５１の車幅方向長さよりも短い。
そして、後側の難変形部５２は、一般面２０を介して取付座面３０に接続されている。
このため、難変形部５２は、脆弱部５１と比較して高い剛性を有している。

たとえば、衝撃荷重がフロントルーフレール４に入力すると、難変形部５２よりも先に、車両前側の脆弱部５１が変形を開始する。
変形促進開口４２は、高剛性部である取付座面３０の前側で、車両前後方向に重複するように設けられている。
したがって、取付座面３０に連設されていない変形開口部４０の前側の脆弱部５１は、さらに前側に傾きながら変形が促進される。この際、変形促進開口４２により、入力した荷重は、取付座面３０に直接伝達されない。
このため、取付座面３０に連設されている後側の難変形部５２は、ほとんど変形せず、この変形していない難変形部５２を回転中心とするねじれ変形を発生させることができる。
このように、変形開口部４０の開口周縁部５０を、ねじり変形させることで効率よく衝撃荷重を緩和することができる。

また、脆弱部５１の車幅方向長さＷ２は、変形開口本体４１の車幅方向長さＷ１よりも、外側縁４１ａから変形促進開口４２が突出している分、長くなっている。
このような構成であっても、略三角形状の変形促進開口４２の車両前後方向の寸法が変形開口本体４１よりも短いため、前側傾斜部３５ａの傾斜によって空いた一般面２０を利用して、取付座面３０と車両前後方向で重複させることができる。
したがって、取付座面３０の取付剛性を損ねることなく、脆弱部５１に所望の変形し易さを設定することができる。

さらに、図１に示すように本実施形態のルーフ部２には、ルーフアーチ５が設けられている。ルーフアーチ５は、中央部の上方を凸とする弓状に形成されていて、フロントルーフレール４の車両前後方向で後方に所定寸法離間されてほぼ平行に設けられている。

本実施形態のルーフ部２には、左，右一対の補強部材６，６が配設されている。補強部材６，６は、各ルーフサイドレール３の内側面に沿って配設されている。
そして、ルーフアーチ５の左，右両端部５ａ，５ａは、それぞれ補強部材６，６の後部６ｂ，６ｂを介して、左，右一対のルーフサイドレール３，３の内側面と接続されている。

これらの補強部材６，６の前部６ａ，６ａは、各ルーフサイドレール３，３の内側面に沿って車両前方方向に向けて延設される。
本実施形態では、補強部材６，６が車幅方向でフロントルーフレール４に重複して配置される。このため、フロントルーフレール４をルーフサイドレール３，３に接続する箇所の取付剛性をさらに向上させることができる。

すなわち、本実施形態では、ルーフアーチ５を接続する補強部材６，６の前部６ａ，６ａがフロントルーフレール４と車幅方向で重複する位置まで延設されている。
このため、フロントルーフレール４の取付剛性のうち、特に後側の難変形部５２がルーフサイドレール３，３に接続されている部分の取付剛性を更に向上させることができる。したがって、相対的に強度が低下する脆弱部５１の変形により、所望のねじり変形を効果的に発生させやすい。

フロントルーフレール４の変形が進行すると、変形開口部４０の前側の脆弱部５１が下方に移動する変形に伴い、変形していない難変形部５２を回転中心とするねじれ変形が発生する。ねじれ変形では、フロントルーフレール４の左右の接続部分が残留して、レール中間部が前方に回転する。
このため、フロントルーフレール４全体で衝突荷重の吸収量を増大させることができ、さらに衝撃を効率よく緩和することができる。

次に、本実施形態の車体上部構造の作用効果について説明する。
図１に示すように、本実施形態の車体上部構造を採用する車両１は、車幅方向に延設されるフロントルーフレール４を備えている。フロントルーフレール４は、サンバイザ１１の取付座面３０と、取付座面３０の車幅方向に隣接して配置される変形開口部４０と、を設け、変形開口部４０は、変形開口本体４１および、変形開口本体４１に連設されて変形開口本体４１よりも、車両前後方向の寸法を短く設定した変形促進開口４２を有している。変形促進開口４２は、取付座面３０の前側に配置され、取付座面３０と車両前後方向で重複している。

このように構成された車体上部構造によれば、高剛性部の前側に変形促進開口４２が配設されている。このため、フロントルーフレール４をねじるように変形させて、衝撃を効率よく緩和することができる。
すなわち、フロントルーフレール４は、変形開口部４０の変形開口本体４１と連続して、変形促進開口４２を有している。
変形促進開口４２は、サンバイザ１１の取付座面３０と、変形開口部４０の開口周縁部５０のうち、前側の脆弱部５１との間に設けられている。

このため、前側の脆弱部５１は、高剛性を有する取付座面３０と分断されている。したがって、脆弱部５１は、衝撃荷重が車体前方上側から斜めに入力すると、取付座面３０による影響を受けることが少なく、容易に変形可能である。
一方、これに対して後側の難変形部５２は、フロントルーフレール４の一般面２０を介して、高剛性を有する取付座面３０と一体に接続されている。
このため、難変形部５２は、衝撃荷重がフロントルーフレール４の脆弱部５１に入力しても、ほとんど変形しない。したがって、開口周縁部５０の前後に位置する脆弱部５１および難変形部５２との間では、変形量に差異が生じ、所望のねじり変形が効果的に発生する。

また、図３に示すように、高剛性部は、フロントルーフレール４に膨出形成されて、サンバイザ１１を取付ける取付座面３０である。

このように構成された車体上部構造によれば、サンバイザ１１を取付ける取付座面３０を高剛性部とすることが出来る。このため、別途、高剛性部を設ける必要がない。

また、図２に示すように、取付座面３０には、車幅方向に沿って長手方向が延設される長孔３４が形成されている。

このため、取付座面３０は、長孔３４で前後に分断される。したがって、さらに脆弱部５１の変形が取付座面３０に及んでも、難変形部５２に衝撃荷重を伝達されにくくすることができる。

更に、図１に示すように、フロントルーフレール４の後側には、車幅方向に延設されるルーフアーチ５が備えられている。

このように構成された車体上部構造によれば、ルーフ部２の前側でかつフロントルーフレール４の後側は、ルーフアーチ５によって、補強される。
本実施形態のルーフアーチ５は、各ルーフサイドレール３の内側面に沿って車両前方に向けて延設される補強部材６，６に接続されている。
補強部材６，６は、フロントルーフレール４の取付剛性を向上させて、さらに所望のねじれ変形を容易なものとすることができる。

上述してきたように、本実施形態の車体上部構造では、ルーフ部２の前側に衝撃荷重が入力すると、フロントルーフレール４がねじれ変形して、衝撃を効率よく緩和することができる。

本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。上述した実施形態は本発明を理解しやすく説明するために例示したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について削除し、若しくは他の構成の追加・置換をすることが可能である。上記実施形態に対して可能な変形は、たとえば以下のようなものである。

本実施形態では、フロントルーフレール４の左，右側に変形開口部４０，４０を一対設けている。しかしながら、特にこれに限らない。たとえば、一般面２０の車幅方向中間位置に設けられている等、他の位置に設けられていても、前側に変形促進開口４２を備えていればよい。
また、本実施形態では、変形促進開口４２が車外側に向けて頂点部を延設する略三角形状に形成されている。しかしながら、特にこれに限らない。たとえば、長方形形状、五角形形状等の多角形形状や、長円形、楕円形等の円形形状であってもよい。また、変形促進開口４２は、変形開口本体４１とは独立して形成されていてもよい。
すなわち、高剛性部の前側に配置され、高剛性部と車両前後方向で重複しているものであれば、変形促進開口４２の形状、数量が特に限定されるものではない。

さらに、本実施形態の変形促進開口４２のように、変形開口本体４１と連設された変形開口部４０に加えて、さらに、高剛性部の前側に別の変形促進開口を組合せて配置してもよく、変形促進開口の種類および組合せが限定されるものではない。

１ 車両
４ フロントルーフレール
３０ 取付座面（高剛性部）
４０ 変形開口部
４１ 変形開口本体
４２ 変形促進開口

Claims (4)

1. 車幅方向に延設されるフロントルーフレールを備えた車両上部構造において、
   前記フロントルーフレールは、高剛性部と、
   前記高剛性部の車幅方向に隣接して配置される変形開口部と、
   を設け、
   前記変形開口部は、変形開口本体と、前記変形開口本体に連設されて前記変形開口本体よりも、車両前後方向の寸法を短く設定した変形促進開口とを有し、
   前記変形促進開口は、前記高剛性部の前側に配置され、前記高剛性部と車両前後方向で重複している、ことを特徴とする車体上部構造。
2. 前記高剛性部は、前記フロントルーフレールに膨出形成されたサンバイザの取付座面であることを特徴とする請求項１に記載の車体上部構造。
3. 前記高剛性部には、車幅方向に沿って長手方向が延設される長孔が形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の車体上部構造。
4. 前記フロントルーフレールの後側で、車幅方向に延設されるルーフアーチを備えていることを特徴とする請求項１に記載の車体上部構造。

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