JP2020100215A - 車両用ルーフ構造 - Google Patents

Abstract

【課題】客室のヘッドクリアランスを確保しつつルーフパネルの剛性を向上可能な車両用ルーフ構造を提供する【解決手段】ルーフ構造１００は、車両のルーフパネル１０２とルーフパネル１０２の下側に車幅方向にわたって接合されている複数のクロスメンバとを備える。複数のクロスメンバは、ルーフパネル１０２の前縁に沿って接合されているフロントクロスメンバ１０６と、ルーフパネル１０２の後縁に沿って接合されているリアクロスメンバ１０８と、を含む。当該ルーフ構造１００はさらに、フロントクロスメンバ１０６の車幅方向の中央からリアクロスメンバ１０８にわたるまで車両前後方向に接合されているリンフォース１１２を備えることを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、車両用ルーフ構造に関するものである。

一般に、車両のルーフパネルは、車幅方向や車両前後方向に延びる複数の構造物で支えられている。例えば、特許文献１に記載の車体上部構造では、ルーフパネルを、車幅方向に延びる複数のルーフ横アーチ、および車両前後方向に延びる複数のルーフ縦アーチで支持している。

特許第５２３０６７７号公報

特許文献１の技術では、車両前後方向に延びる第１ルーフ縦アーチ２１および第２ルーフ縦アーチ２２等が、ルーフ１１の幅を三等分した箇所に設けられている（段落００３４）。しかしながら、この位置は乗員の着座位置の上方に該当する場合がある。第１ルーフ縦アーチ２１等はルーフパネル１２から下方に膨出しているため、上記構成では着座位置のヘッドクリアランスを損なうことになりかねない。

本発明は、このような課題に鑑み、客室のヘッドクリアランスを確保しつつルーフパネルの剛性を向上可能な車両用ルーフ構造を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明にかかる車両用ルーフ構造の代表的な構成は、車両のルーフパネルとルーフパネルの下側に車幅方向にわたって接合されている複数のクロスメンバとを備える車両用ルーフ構造において、複数のクロスメンバは、ルーフパネルの前縁に沿って接合されているフロントクロスメンバと、ルーフパネルの後縁に沿って接合されているリアクロスメンバと、を含み、当該車両用ルーフ構造はさらに、フロントクロスメンバの車幅方向の中央からリアクロスメンバにわたるまで車両前後方向に接合されているリンフォースを備えることを特徴とする。

本発明にかかる車両用ルーフ構造の他の構成は、車両のルーフパネルとルーフパネルの下側に車幅方向にわたって接合されている複数のクロスメンバとを備える車両用ルーフ構造において、複数のクロスメンバは、ルーフパネルの前縁に沿って接合されているフロントクロスメンバと、ルーフパネルの車両前後方向の中央に設けられているセンタクロスメンバと、を含み、当該車両用ルーフ構造はさらに、フロントクロスメンバの車幅方向中央に接合されていて所定の室内用構造部材が取り付けられるフロントブラケットと、フロントブラケットからセンタクロスメンバにわたるまで車両前後方向に接合されている前側リンフォースとを備えることを特徴とする。

本発明にかかる車両用ルーフ構造の他の構成は、車両のルーフパネルとルーフパネルの下側に車幅方向にわたって接合されている複数のクロスメンバとを備える車両用ルーフ構造において、複数のクロスメンバは、ルーフパネルの後縁に沿って接合されているリアクロスメンバと、ルーフパネルの車両前後方向の中央に設けられているセンタクロスメンバと、を含み、当該車両用ルーフ構造はさらに、リアクロスメンバの車幅方向中央に接合されていて所定の室内用構造部材が取り付けられるリアブラケットと、リアブラケットからセンタクロスメンバにわたるまで車両前後方向に接合されている後側リンフォースとを備えることを特徴とする。

本発明によれば、客室のヘッドクリアランスを確保しつつルーフパネルの剛性を向上可能な車両用ルーフ構造を提供することが可能となる。

本発明の第１の実施例に係る車両用ルーフ構造の概要を示す斜視図である。 図１（ｂ）のルーフ構造のＡ−Ａ断面図である。 図１（ａ）のリンフォースと各クロスメンバとの接合箇所を拡大した図である。 本発明の第２および第３の実施例に係る車両用ルーフ構造を示す斜視図である。

本発明の一実施の形態に係る車両用ルーフ構造は、車両のルーフパネルとルーフパネルの下側に車幅方向にわたって接合されている複数のクロスメンバとを備える車両用ルーフ構造において、複数のクロスメンバは、ルーフパネルの前縁に沿って接合されているフロントクロスメンバと、ルーフパネルの後縁に沿って接合されているリアクロスメンバと、を含み、当該車両用ルーフ構造はさらに、フロントクロスメンバの車幅方向の中央からリアクロスメンバにわたるまで車両前後方向に接合されているリンフォースを備えることを特徴とする。

上記構成によれば、リンフォースを車幅方向の中央に設けているため、着座位置のヘッドクリアランスを確保したうえでルーフパネルの剛性を向上させることが可能になる。特に、リンフォースは、フロントクロスメンバからリアクロスメンバにまでわたっていて、各クロスメンバと共にルーフパネルの剛性を高めることができ、ルーフパネルの固有振動数を上昇させて走行中のこもり音を低減することが可能となる。

上記の複数のクロスメンバはさらに、フロントクロスメンバとリアクロスメンバとの間に設けられているセンタクロスメンバを含み、リンフォースは、センタクロスメンバと交差した状態でセンタクロスメンバに接合されていてもよい。この構成によれば、ルーフパネルの剛性をさらに高めることが可能となる。

当該車両用ルーフ構造はさらに、ルーフパネルの側縁それぞれに沿って接合されている一対のルーフサイドメンバを備え、センタクロスメンバの端部は、一対のルーフサイドメンバに接合されているとよい。この構成によっても、ルーフパネルの剛性をさらに高めることが可能となる。

当該車両用ルーフ構造はさらに、フロントクロスメンバの車幅方向中央に接合されていて所定の室内前部用の構造部材が取り付けられるフロントブラケットを含み、リンフォースの前端は、フロントブラケットに接合されていてもよい。この構成によれば、フロントブラケットをも利用して、ルーフパネルの剛性をさらに高めることが可能となる。

当該車両用ルーフ構造はさらに、リアクロスメンバの車幅方向中央に接合されていて所定の室内後部用の構造部材が取り付けられるリアブラケットを含み、リンフォースの後端は、リアブラケットに接合されていてもよい。この構成によれば、リアブラケットをも利用して、ルーフパネルの剛性をさらに高めることが可能となる。

本発明の他の形態に係る車両用ルーフ構造は、車両のルーフパネルとルーフパネルの下側に車幅方向にわたって接合されている複数のクロスメンバとを備える車両用ルーフ構造において、複数のクロスメンバは、ルーフパネルの前縁に沿って接合されているフロントクロスメンバと、ルーフパネルの車両前後方向の中央に設けられているセンタクロスメンバと、を含み、当該車両用ルーフ構造はさらに、フロントクロスメンバの車幅方向中央に接合されていて所定の室内前部用の構造部材が取り付けられるフロントブラケットと、フロントブラケットからセンタクロスメンバにわたるまで車両前後方向に接合されている前側リンフォースとを備えることを特徴とする。

上記構成によっても、前側リンフォースを車幅方向の中央に設けているため、着座位置のヘッドクリアランスを確保したうえでルーフパネルの剛性を向上させることが可能になる。また、前側リンフォースは、フロントブラケットとセンタクロスメンバとにわたっていて、各部材と共にルーフパネルの剛性を高めることができ、ルーフパネルの固有振動数を上昇させて走行中のこもり音を低減することが可能となる。

本発明の他の形態に係る車両用ルーフ構造は、車両のルーフパネルとルーフパネルの下側に車幅方向にわたって接合されている複数のクロスメンバとを備える車両用ルーフ構造において、複数のクロスメンバは、ルーフパネルの後縁に沿って接合されているリアクロスメンバと、ルーフパネルの車両前後方向の中央に設けられているセンタクロスメンバと、を含み、当該車両用ルーフ構造はさらに、リアクロスメンバの車幅方向中央に接合されていて所定の室内後部用の構造部材が取り付けられるリアブラケットと、リアブラケットからセンタクロスメンバにわたるまで車両前後方向に接合されている後側リンフォースとを備えることを特徴とする。

上記構成によっても、後側リンフォースを車幅方向の中央に設けているため、着座位置のヘッドクリアランスを確保したうえでルーフパネルの剛性を向上させることが可能になる。また、後側リンフォースは、リアブラケットとセンタクロスメンバとにわたっていて、各部材と共にルーフパネルの剛性を高めることができ、ルーフパネルの固有振動数を上昇させて走行中のこもり音を低減することが可能となる。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施例について詳細に説明する。かかる実施例に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

（第１実施例）
図１は、本発明の第１の実施例に係る車両用ルーフ構造（以下、ルーフ構造１００）の概要を示す斜視図である。図１（a）は、ルーフ構造を実施した車両を左上方から見た斜視図である。以下、図１その他の本願のすべての図面において、車両前後方向をそれぞれ矢印F(Forward)、B(Backward)、車幅方向の左右をそれぞれ矢印L(Leftward)、R(Rightward)、車両上下方向をそれぞれ矢印U(Upward)、D(Downward)で例示する。

ルーフ構造１００は、車両のルーフパネル１０２の補強を目的としている。特に、比較的にルーフの低い車両において、乗員に対するヘッドクリアランスを確保したまま、ルーフパネル１０２の振動等を抑えることを可能にしている。

図１（ｂ）は、図１（ａ）のルーフパネル１０２を左下方から見上げた斜視図である。ルーフパネル１０２の下側には、これを支える多数の部材が存在している。まず、ルーフパネル１０２の側縁それぞれに沿って、一対のルーフサイドメンバ１０４ａ、１０４ｂが接合されている。加えて、ルーフパネル１０２の車両前後方向の各所には、複数のクロスメンバが車幅方向にわたって接合されている。例えば、フロントクロスメンバ１０６は、ルーフパネル１０２の前縁に沿って接合されている。リアクロスメンバ１０８は、ルーフパネル１０２の後縁に沿って接合されている。そして、センタクロスメンバ１１０は、フロントクロスメンバ１０６とリアクロスメンバ１０８との間であって、ルーフパネル１０２の車両前後方向の中央付近に設けられている。なお、通常時においては、これら各部材は樹脂材等で構成されたルーフライニングで覆われるため、車室内からは視認できない。

本実施例では、上記複数のクロスメンバに加えて、車幅方向の中央に一本のリンフォース１１２を設けている。リンフォース１１２は、フロントクロスメンバ１０６の車幅方向の中央からリアクロスメンバ１０８にわたるまで、車両前後方向に接合された長尺な補強用の部材である。

図２は、図１（ｂ）のルーフ構造１００のＡ−Ａ断面図である。リンフォース１１２は、ルーフパネル１０２から下方に断面ハット状に突出した形状になっている。リンフォース１１２のルーフパネル１０２への接合は、ルーフパネル１０２に溶接跡が残らないよう、主に専用の接着剤を使用することで行われている。また、リンフォース１１２は、各クロスメンバとも直接的および間接的に接合し、各クロスメンバと交差した状態となってルーフパネル１０２を支えている。

図３は、図１（ａ）のリンフォース１１２と各クロスメンバとの接合箇所を拡大した図である。図３（ａ）は、リンフォース１１２とセンタクロスメンバ１１０との接合箇所を拡大している。リンフォース１１２は、センタクロスメンバ１１０と交差した状態で、センタクロスメンバ１１０に接合されている。このとき、リンフォース１１２は、センタクロスメンバ１１０の前面１１０ａおよび後面１１０ｂに接触する溶接領域Ｅ１、Ｅ２、およびセンタクロスメンバ１１０の下面１１０ｃに接触する溶接領域Ｅ３にて、スポット溶接が施される。センタクロスメンバ１１０の両端はルーフサイドメンバ１０４ａ、１０４ｂ（図１（ｂ）参照）に接合していることもあり、リンフォース１１２の車両前後方向の中央付近はセンタクロスメンバ１１０との接合によって高い剛性が確保される。

図３（ｂ）は、図１（ａ）のリンフォース１１２とリアクロスメンバ１０８との間接的な接合箇所を拡大している。リンフォース１１２の後端１１２ｂは、リアクロスメンバ１０８の車幅方向中央にて、リアブラケット１１４を介して間接的に接合されている。リアブラケット１１４は、所定の室内後部用の構造部材、例えばリアルームランプや所定のカメラおよびセンサ類をリアクロスメンバ１０８に重ねて設置するための台座である。リアブラケット１１４は、各構造部材の重量を支えるために、本来的に高い剛性を有している。リンフォース１１２は、後端１１２ｂがリアブラケット１１４とスポット溶接によって接合され、これによってルーフパネル１０２をより高い剛性で支えることが可能になる。

再び図１（ｂ）を参照する。リンフォース１１２の前端１１２ａは、フロントクロスメンバ１０６の車幅方向中央にて、フロントブラケット１１６を介して間接的に接合されている。フロントブラケット１１６もまた、所定の室内前部用の構造部材、例えばフロントルームランプやルームミラー、さらにはシートベルトの非装着を通報する通報装置などをフロントクロスメンバ１０６に重ねて設置するための台座である。フロントブラケット１１６は、各構造部材の重量を支えるために、本来的に高い剛性を有している。リンフォース１１２は、フロントブラケット１１６とスポット溶接によって接合され、これによってルーフパネル１０２をより高い剛性で支えることが可能になる。

フロントブラケット１１６およびリアブラケット１１４は、各クロスメンバに対してある程度下方へ突出している。車幅方向においてリンフォース１１２とフロントブラケット１１６およびリアブラケット１１４に重ねて配置することは、ルーフパネル１０２の下側の空間をより効率良く利用して、乗員に対するヘッドクリアランスを有効に確保することにもつながる。

以上のように、本実施例によれば、リンフォース１１２は、フロントクロスメンバ１０６からリアクロスメンバ１０８にまでの広い範囲にわたってルーフパネル１０２を支え、各クロスメンバと共にルーフパネル１０２の剛性を高めることができる。また、リンフォース１１２は車幅方向の中央に延びていて、各クロスメンバと交差することで、ルーフパネル１０２の振動可能な面積を減らし、ルーフパネル１０２の固有振動数を上昇させて走行中のこもり音を低減することが可能となる。特に、リンフォース１１２は、車両前後方向に延びる長尺な一つながりの部材であるため、途中に外力によって変形する可能性のある箇所が無く、高い剛性でルーフパネル１０２を支えることができる。

また、本実施例では、リンフォース１１２を車幅方向の中央に配置しているため、右側座席および左側座席の乗員に対するヘッドクリアランスを担保できる。したがって、本実施例によれば、車室内の着座位置におけるヘッドクリアランスを確保したまま、ルーフパネル１０２の剛性を向上させて振動および騒音を防ぐことが可能となる。

（第２実施例）
図４は、本発明の第２および第３の実施例に係る車両用ルーフ構造を示す斜視図である。以下、既に説明した構成要素と同様の構成要素については、同じ符号を付することでその説明を省略する。また、既に説明した構成要素と同様の名称の構成要素については、異なる符号が伏してあっても、特に説明が無い限りは同じ構成および機能を有するものとする。

図４（a）は、第２の実施例にかかる車両用ルーフ構造（以下、ルーフ構造２００）を示す図である。ルーフ構造２００が有する前側リンフォース２０２は、ルーフパネル１０２の前半分を補強する構成となっている。特に、前側リンフォース１１２は、フロントブラケット１１６からセンタクロスメンバ１１０にわたるまで、ルーフパネル１０２の下側に車両前後方向に接合されている。前側リンフォース１１２もまた、フロントブラケット１１６およびセンタクロスメンバ１１０に対してはスポット溶接によって接合され、ルーフパネル１０２に対しては接着剤で接合される。

本実施例においても、前側リンフォース１１２を車幅方向の中央に設けているため、車室内の着座位置のヘッドクリアランスを確保したうえでルーフパネル１０２の剛性を向上させることができる。また、前側リンフォース１１２は、フロントブラケット１１６とセンタクロスメンバ１１０とにわたっていて、これら部材と共にルーフパネル１０２の剛性を高め、ルーフパネル１０２の固有振動数を上昇させて走行中のこもり音を低減することが可能となる。特に、前側リンフォース１１２であれば、後列座席のヘッドクリアランスを有効に確保したまま、ルーフパネル１０２の車両前側の剛性を局所的に高めることが可能となる。

図４（ｂ）は、第３の実施例にかかる車両用ルーフ構造（以下、ルーフ構造３００）を示す図である。ルーフ構造３００が有する後側リンフォース３０２は、ルーフパネル１０２の後半分を補強する構成となっている。特に、後側リンフォース３０２は、リアブラケット１１４からセンタクロスメンバ１１０にわたるまで、ルーフパネル１０２の下側に車両前後方向に接合されている。後側リンフォース３０２もまた、リアブラケット１１４およびセンタクロスメンバ１１０に対してはスポット溶接によって接合され、ルーフパネル１０２に対しては接着剤で接合される。

本実施例においても、後側リンフォース３０２を車幅方向の中央に設けているため、車室内の着座位置のヘッドクリアランスを確保したうえでルーフパネル１０２の剛性を向上させることができる。また、後側リンフォース３０２は、リアブラケット１１４とセンタクロスメンバ１１０とにわたっていて、これら部材と共にルーフパネル１０２の剛性を高め、ルーフパネル１０２の固有振動数を上昇させて走行中のこもり音を低減することが可能となる。特に、後側リンフォース３０２であれば、前列座席のヘッドクリアランスを有効に確保したまま、ルーフパネル１０２の車両後側の剛性を局所的に高めることが可能となる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

本発明は、車両用ルーフ構造に利用することができる。

１００…ルーフ構造、１０２…ルーフパネル、１０４ａ…左側のルーフサイドメンバ、１０４ｂ…右側のルーフサイドメンバ、１０６…フロントクロスメンバ、１０８…リアクロスメンバ、１１０…センタクロスメンバ、１１０ａ…センタクロスメンバの前面、１１０ｂ…センタクロスメンバの後面、１１０ｃ…センタクロスメンバの下面、１１２…リンフォース、１１２ａ…リンフォースの前端、１１２ｂ…リンフォースの後端、１１４…リアブラケット、１１６…フロントブラケット、Ｅ１…センタクロスメンバの前面との溶接領域、Ｅ２…センタクロスメンバの後面との溶接領域、Ｅ３…センタクロスメンバの下面との溶接領域、２００…第２実施例のルーフ構造、２０２…前側リンフォース、３００…第３実施例のルーフ構造、３０２…後側リンフォース

Claims (7)

1. 車両のルーフパネルと該ルーフパネルの下側に車幅方向にわたって接合されている複数のクロスメンバとを備える車両用ルーフ構造において、
   前記複数のクロスメンバは、
   前記ルーフパネルの前縁に沿って接合されているフロントクロスメンバと、
   前記ルーフパネルの後縁に沿って接合されているリアクロスメンバと、を含み、
   当該車両用ルーフ構造はさらに、
   前記フロントクロスメンバの車幅方向の中央から前記リアクロスメンバにわたるまで車両前後方向に接合されているリンフォースを備えることを特徴とする車両用ルーフ構造。
2. 前記複数のクロスメンバはさらに、前記フロントクロスメンバと前記リアクロスメンバとの間に設けられているセンタクロスメンバを含み、
   前記リンフォースは、前記センタクロスメンバと交差した状態で該センタクロスメンバに接合されていることを特徴とする請求項１に記載の車両用ルーフ構造。
3. 当該車両用ルーフ構造はさらに、前記ルーフパネルの側縁それぞれに沿って接合されている一対のルーフサイドメンバを備え、
   前記センタクロスメンバの端部は、前記一対のルーフサイドメンバに接合されていることを特徴とする請求項２に記載の車両用ルーフ構造。
4. 当該車両用ルーフ構造はさらに、
   前記フロントクロスメンバの車幅方向中央に接合されていて所定の室内前部用の構造部材が取り付けられるフロントブラケットを含み、
   前記リンフォースの前端は、前記フロントブラケットに接合されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の車両用ルーフ構造。
5. 当該車両用ルーフ構造はさらに、
   前記リアクロスメンバの車幅方向中央に接合されていて所定の室内後部用の構造部材が取り付けられるリアブラケットを含み、
   前記リンフォースの後端は、前記リアブラケットに接合されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の車両用ルーフ構造。
6. 車両のルーフパネルと該ルーフパネルの下側に車幅方向にわたって接合されている複数のクロスメンバとを備える車両用ルーフ構造において、
   前記複数のクロスメンバは、
   前記ルーフパネルの前縁に沿って接合されているフロントクロスメンバと、
   前記ルーフパネルの車両前後方向の中央に設けられているセンタクロスメンバと、を含み、
   当該車両用ルーフ構造はさらに、
   前記フロントクロスメンバの車幅方向中央に接合されていて所定の室内前部用の構造部材が取り付けられるフロントブラケットと、
   前記フロントブラケットから前記センタクロスメンバにわたるまで車両前後方向に接合されている前側リンフォースとを備えることを特徴とする車両用ルーフ構造。
7. 車両のルーフパネルと該ルーフパネルの下側に車幅方向にわたって接合されている複数のクロスメンバとを備える車両用ルーフ構造において、
   前記複数のクロスメンバは、
   前記ルーフパネルの後縁に沿って接合されているリアクロスメンバと、
   前記ルーフパネルの車両前後方向の中央に設けられているセンタクロスメンバと、を含み、
   当該車両用ルーフ構造はさらに、
   前記リアクロスメンバの車幅方向中央に接合されていて所定の室内後部用の構造部材が取り付けられるリアブラケットと、
   前記リアブラケットから前記センタクロスメンバにわたるまで車両前後方向に接合されている後側リンフォースとを備えることを特徴とする車両用ルーフ構造。

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