JP2003112656A

JP2003112656A - 車両のルーフ構造

Info

Publication number: JP2003112656A
Application number: JP2001307057A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Yoshikawa; 雅之吉川; Toru Ishimaru; 徹石丸
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2001-10-03
Filing date: 2001-10-03
Publication date: 2003-04-15

Abstract

(57)【要約】【課題】重量増加及びコストアップを抑えつつ車両の
ルーフ部の剛性を高める。【解決手段】ルーフパネル１８の車室２０側にはクロ
スビーム２２が車幅方向に沿って配設されており、クロ
スビーム２２はアルミニウム合金の押出し材で構成され
ている。クロスビーム２２は、車両上方に膨らんだルー
フパネル１８の湾曲形状に沿って、ルーフパネル１８と
比較的狭い隙間を持って車両上方に湾曲しており、クロ
スビーム２２とルーフパネル１８との間隔は、車幅方向
中央部２２Ｃの間隔Ｌ１よりも車幅方向外側２２Ｄの間
隔Ｌ２の方が広くなっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は車両のルーフ構造に
係り、特に、左右のセンタピラーの上端部が補強部材で
連結された車両のルーフ構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、左右のセンタピラーの上端部が補
強部材で連結された車両のルーフ構造においては、その
一例が特開平１０−１６７１１４号公報に示されてい
る。

【０００３】図６に示される如く、この車両のルーフ構
造では、補強部材としてのルーフボウ１００を比較的厚
板のアッパボウ１００Ａと、該アッパボウ１００Ａより
薄板のロアボウ１００Ｂとで閉断面に形成している。ま
た、ルーフボウ１００をルーフサイドレール１０２に接
続するルーフサイドリインフォースメント（レインフォ
ースともいう）１０４を比較的厚板のアッパリインフォ
ースメント１０４Ａと、該アッパリインフォースメント
１０４Ａより薄板のロアリインフォースメント１０４Ｂ
とで閉断面に形成しており、ルーフサイドリインフォー
スメント１０４の閉断面内で、アッパリインフォースメ
ント１０４Ａとアッパボウ１００Ａ、及びアッパリイン
フォースメント１０４Ａとルーフサイドレール１０２の
レールインナ１０２Ａとを結合して比較的厚板のパネル
同志で結合してある。このため、ルーフ剛性を高めるこ
とができ、且つ、ロアボウ１００Ｂ及びロアリインフォ
ースメント１０４Ｂの弾性変形により２次衝突時の衝撃
吸収を可能としている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この車
両のルーフ構造においては、ルーフボウ１００の剛性に
よって、車両のルーフ部の剛性を高める構成になってい
る。このため、車室内空間を確保するためには、ルーフ
ボウ１００の断面積を大きくせず、ルーフボウ１００の
板厚を厚くすることでルーフボウ１００の剛性を上げる
ことが考えられるがこの場合には、大幅な重量増加及び
コストアップが伴うという不具合がある。

【０００５】本発明は上記事実を考慮し、重量増加及び
コストアップを抑えつつ車両のルーフ部の剛性を高める
ことができる車両のルーフ構造を得ることが目的であ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の本発明
は、左右のセンタピラーの上端部が補強部材で連結され
た車両のルーフ構造において、前記補強部材とルーフパ
ネルとの間隔が、車幅方向中央部よりも車幅方向外側の
方が広いことを特徴とする。

【０００７】従って、側突時に左右何れかのセンタピラ
ーに車両側方から荷重が加わり、補強部材がルーフパネ
ル側に向かって撓んだ場合には、補強部材とルーフパネ
ルとの間隔が車幅方向中央部よりも車幅方向外側の方が
広いため、補強部材の車幅方向中央部が車幅方向外側よ
り先にルーフパネルに当接する。このように、補強部材
の車幅方向中央部がルーフパネルに当接すると、その時
点からの補強部材の撓みが抑えられると同時に、補強部
材の長手方向に軸圧縮力が作用する。この結果、この軸
圧縮力の反力によってセンタピラーの車室内への倒れ込
みを防止することができるので、補強部材の板厚を厚く
する必要がない。このため、重量増加及びコストアップ
を抑えつつ車両のルーフ部の剛性を高めることができ
る。

【０００８】請求項２の本発明は、請求項１に記載の車
両のルーフ構造において、前記補強部材は、車両上方に
膨らんだ前記ルーフパネルの湾曲形状に沿って、前記ル
ーフパネルと比較的狭い隙間を持って車両上方に湾曲し
ていることを特徴とする。

【０００９】従って、請求項１に記載の内容に加えて、
補強部材が車両上方に膨らんだルーフパネルの湾曲形状
に沿って、ルーフパネルと比較的狭い隙間を持って車両
上方に湾曲しているため、補強部材をを車幅方向に沿っ
て直線状に配置した構成に比べて、車室内空間を充分に
確保することができる。

【００１０】請求項３の本発明は、請求項１に記載の車
両のルーフ構造において、前記補強部材の車幅方向外側
は、前記ルーフパネルよりやや車幅方向外側の部位にお
いてルーフサイドレールに連結されていることを特徴と
する。

【００１１】従って、請求項１に記載の内容に加えて、
補強部材の車幅方向外側が、ルーフパネルよりやや車幅
方向外側の部位においてルーフサイドレールに連結され
ているため、側突初期に生じるルーフサイドレールの車
室内方への捩じれ変形によって、補強部材にルーフパネ
ルより早く撓みが生じるようになる。この結果、補強部
材は座屈後、補強部材の荷重があまり低下しない状態
で、ルーフパネルの下面に当接する。この結果、車両の
ルーフ部の剛性を効果的に高めることができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明における車両のルーフ構造
の一実施形態を図１〜図３に従って説明する。

【００１３】なお、図中矢印ＦＲは車両前方方向を、矢
印ＵＰは車両上方方向を、矢印ＩＮは車幅内側方向を示
す。

【００１４】図１に示される如く、本実施形態では、車
体１０の左右の各センタピラー（Ｂピラーともいう）１
２の上端部が、それぞれ左右のルーフサイドレール１４
に連結されており、センタピラー１２の下端部１２Ｂは
ロッカ１６に連結されている。

【００１５】また、左右のルーフサイドレール１４の間
には、ルーフパネル１８が配設されており、ルーフパネ
ル１８の車幅方向外側縁部１８Ａは、左右のルーフサイ
ドレール１４に連結されている。ルーフパネル１８の車
室２０側には、補強部材としてのクロスビーム２２が車
幅方向に沿って配設されている。

【００１６】図２に示される如く、クロスビーム２２
は、軽合金としてのアルミニウム合金の押出し材で構成
されている。また、クロスビーム２２の車幅方向から見
た断面形状は、ルーフパネル１８の下面１８Ｂと略平行
な比較的平面となった上壁部２２Ａを有し、車両前後方
向を長手方向とする矩形閉断面形状となっており、閉断
面内には上下方向に延びる複数のリブ２２Ｂが形成され
ている。

【００１７】図１に示される如く、クロスビーム２２
は、車両上方に膨らんだルーフパネル１８の湾曲形状に
沿って、ルーフパネル１８と比較的狭い隙間を持って車
両上方に湾曲している。また、クロスビーム２２とルー
フパネル１８との間隔は、車幅方向中央部２２Ｃの間隔
Ｌ１よりも車幅方向外側２２Ｄの間隔Ｌ２の方が広くな
っており、車幅方向中央部付近の間隔Ｌ１が最小となっ
ている。

【００１８】図３に示される如く、クロスビーム２２の
車幅方向外側２２Ｄは、ブラケット３０を介して、ルー
フパネル１８よりやや車幅方向外側の部位において、ル
ーフサイドレール１４の車室内側壁部１４Ａに連結され
ており、クロスビーム２２とブラケット３０との連結部
及びルーフサイドレール１４とブラケット３０との連結
部は、それぞれボルト３２とナット３４とで締結されて
いる。

【００１９】図１に示される如く、ロッカ１６とフロア
パネル４０のトンネル部４０Ａとの間には、フロアクロ
スメンバ４２が車幅方向に沿って配設されており、フロ
アクロスメンバ４２には、フロントシートフレーム４４
を車両前後方向へ移動可能に支持するシートレール４６
が固定されている。

【００２０】次に、本実施形態の作用を説明する。

【００２１】他車両、特にＳＵＶ車等の車高の高い車両
が、センタピラー１２のやや高い位置に側突した場合に
は、センタピラー１２の上部への入力荷重が増加する
が、本実施形態では、クロスビーム２２とルーフパネル
１８との間隔が、車幅方向中央部２２Ｃの間隔Ｌ１より
も車幅方向外側２２Ｄの間隔Ｌ２の方が広くなってお
り、車幅方向中央部付近の間隔Ｌ１が最小となっている
ため、クロスビーム２２が車幅方向中央部付近で安定し
て座屈する。

【００２２】この結果、クロスビーム２２は座屈後、ク
ロスビーム２２の荷重があまり低下しない状態で、座屈
位置が車両上方へ移動し、ルーフパネル１８の下面１８
Ｂに当接し、ルーフパネル１８から下向きの反力を受け
る。

【００２３】一方、センタピラー１２から入力される衝
突荷重によって生じるクロスビーム２２を上向きに曲げ
ようとするモーメントＭ１（図１参照）に対して、ルー
フパネル１８からの反力によってクロスビーム２２を下
向きに曲げようとするモーメントＭ２（図１参照）が発
生する。

【００２４】これらのモーメントＭ１とモーメントＭ２
によって、クロスビーム２２に作用するモーメントＭ
１、Ｍ２の一部（Ｍ１−Ｍ２）がキャンセルされるた
め、センタピラー１２からの入力荷重に対するクロスビ
ーム２２における軸圧縮力の反力が増加し、センタピラ
ー１２の車室２０内への倒れ込みを防止することができ
る。

【００２５】従って、本実施形態では、クロスビーム２
２の板厚を厚くすることなく車両のルーフ部の剛性を高
めることができるため、重量増加及びコストアップを抑
えつつ車両のルーフ部の剛性を高めることができる。

【００２６】また、本実施形態では、センタピラー１２
への入力荷重が更に増加しても、クロスビーム２２の撓
みの増加に応じて、クロスビーム２２とルーフパネル１
８との接触面が増加することで、安定的にクロスビーム
２２の反力を確保することができる。

【００２７】これに対して、クロスビームを車幅方向に
沿って直線形状とした場合には、クロスビーム自体の座
屈荷重は高くすることができるものの、クロスビームが
略中央部で座屈した場合に、クロスビームの反力が急激
に低下するため、車両のルーフ部の剛性を高めることは
できない。

【００２８】また、本実施形態では、クロスビーム２２
の車幅方向外側２２Ｄが、ブラケット３０を介してルー
フパネル１８よりやや車幅方向外側の部位においてルー
フサイドレール１４の車室内側壁部１４Ａに連結されて
おり、各連結部がそれぞれボルト３２とナット３４とで
締結されている。この結果、側突初期に生じるルーフサ
イドレール１４の車室内方（図１の矢印Ａ方向）への捩
じれ変形によって、クロスビーム２２にルーフパネル１
８より早く撓みが生じる。このため、クロスビーム２２
が座屈後、クロスビーム２２の荷重があまり低下しない
状態で、座屈位置が車両上方へ移動し、ルーフパネル１
８の下面１８Ｂに当接するので、車両のルーフ部の剛性
を効果的に高めることができる。

【００２９】また、本実施形態では、クロスビーム２２
の上壁部２２Ａが、ルーフパネル１８の下面１８Ｂと略
平行な比較的平面となっているため、クロスビーム２２
とルーフパネル１８とを確実に当接させることができ、
安定的にクロスビーム２２の反力を確保することができ
る。

【００３０】また、本実施形態では、ルーフパネル１８
の車室２０側に配設されたクロスビーム２２が、車両上
方に膨らんだルーフパネル１８の湾曲形状に沿って、ル
ーフパネル１８と比較的狭い隙間を持って車両上方に湾
曲しているため、補強部材をを車幅方向に沿って直線状
に配置した構成に比べて、車室内空間を充分に確保する
ことができる。

【００３１】以上に於いては、本発明を特定の実施形態
について詳細に説明したが、本発明はかかる実施形態に
限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々
の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかで
ある。例えば、上記実施形態では、クロスビーム２２を
軽合金としてのアルミニウム合金の押出し材で構成した
が、クロスビーム２２はマグネシウム等の他の軽合金か
らなる押出し材で構成しても良い。また、図４に示され
る如く、クロスビーム２２を閉断面形状の鉄等の金属板
からなるプレス材で構成しても良い。また、図５に示さ
れる如く、クロスビーム２２を閉断面形状の鉄等の金属
板からなるプレス材で構成し、更に、車幅方向に沿って
延びる補強用のリブ２２Ｅを形成した構成としても良
い。

【００３２】

【発明の効果】請求項１記載の本発明は、左右のセンタ
ピラーの上端部が補強部材で連結された車両のルーフ構
造において、補強部材とルーフパネルとの間隔が、車幅
方向中央部よりも車幅方向外側の方が広いため、重量増
加及びコストアップを抑えつつ車両のルーフ部の剛性を
高めることができるという優れた効果を有する。

【００３３】請求項２の本発明は、請求項１に記載の車
両のルーフ構造において、補強部材は、車両上方に膨ら
んだルーフパネルの湾曲形状に沿って、ルーフパネルと
比較的狭い隙間を持って車両上方に湾曲しているため、
請求項１に記載の効果に加えて、車室内空間を充分に確
保することができるという優れた効果を有する。

【００３４】請求項３の本発明は、請求項１に記載の車
両のルーフ構造において、補強部材の車幅方向外側は、
ルーフパネルよりやや車幅方向外側の部位においてルー
フサイドレールに連結されているため、請求項１に記載
の効果に加えて、車両のルーフ部の剛性を効果的に高め
ることができるという優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る車両のルーフ構造を
示す車両前方から見た概略断面図である。

【図２】図１の２−２線に沿った拡大断面図である。

【図３】本発明の一実施形態に係る車両のルーフ構造を
示す車両前方から見た拡大断面図である。

【図４】本発明の他の実施形態に係る図２に対応する断
面図である。

【図５】本発明の他の実施形態に係る図２に対応する断
面図である。

【図６】従来技術に係る車両のルーフ構造を示す車両前
方から見た断面図である。

【符号の説明】

１０車体１２センタピラー１４ルーフサイドレール１８ルーフパネル２２クロスビーム（補強部材）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】左右のセンタピラーの上端部が補強部材
で連結された車両のルーフ構造において、前記補強部材とルーフパネルとの間隔が、車幅方向中央
部よりも車幅方向外側の方が広いことを特徴とする車両
のルーフ構造。
【請求項２】前記補強部材は、車両上方に膨らんだ前
記ルーフパネルの湾曲形状に沿って、前記ルーフパネル
と比較的狭い隙間を持って車両上方に湾曲していること
を特徴とする請求項１に記載の車両のルーフ構造。
【請求項３】前記補強部材の車幅方向外側は、前記ル
ーフパネルよりやや車幅方向外側の部位においてルーフ
サイドレールに連結されていることを特徴とする請求項
１に記載の車両のルーフ構造。