JP5040525B2 - 車両のルーフ構造 - Google Patents

Description

本発明は、車両のルーフ構造に関する。

ルーフ部にサンルーフを設けた車両や、ルーフ部にルーフキャリアを取り付け、そのルーフ部に荷物等を積載できるようにした車両（例えば、特許文献１参照）などは、その重心位置が高くなるため、横転しやすさが増加される。特に、ルーフ部にルーフキャリアが取り付けられた車両が横転したときには、そのルーフキャリアがルーフ部よりも先に荷重を受ける。したがって、この場合、車両のルーフ部には、ルーフキャリアの脚部から集中的に荷重が作用し、その脚部の付近で、ルーフ部が局所的に変形される懸念があった。
特開２００１−２７８１１３号公報

そこで、本発明は、ルーフキャリアからの荷重によってルーフ部が局所的に変形されるのを抑制できる車両のルーフ構造を得ることを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明に係る請求項１に記載の車両のルーフ構造は、車両のルーフ部に設けられ、車体前後方向に延在し、かつルーフパネルよりも高剛性な補強部材と、前記ルーフ部のルーフサイドレールを構成するレールインナと、前記補強部材よりも車幅方向外側の前記ルーフ部に脚部を介して取り付けられたルーフキャリアと、一端部が前記補強部材に締結固定され、他端部が前記レールインナに締結固定されるとともに、中途部が車体上方向に向かって凸状とされ、前記ルーフキャリアから脚部を介して車室内方向へ荷重を受けたときに開くように変形して、前記レールインナを車幅方向外側へ押し出す連結部材と、を備えたことを特徴としている。

請求項１に記載の発明によれば、補強部材とレールインナとを連結する連結部材が、ルーフキャリアから脚部を介して車室内方向へ荷重を受けたときに開くように変形して、レールインナを車幅方向外側へ押し出す。つまり、車両の横転時などに、ルーフキャリアに加えられた車室内方向への荷重は、連結部材に伝達され、その連結部材が、ルーフサイドレールを車幅方向外側へ押し出す。

したがって、ルーフキャリアの脚部を取り付けた部分を支点としたルーフサイドレールの車体上方向側へ向かう捩れが抑制され、ルーフサイドレールの強度低下が抑制されるとともに、ルーフキャリア（脚部）の倒れ込みを連結部材で支えることができる。よって、車両のルーフ部が局所的に変形されるのを抑制することができる。また、レールインナ、即ちルーフサイドレールを車幅方向外側へ押し出す機構を低コストで製造することができる。

また、請求項２に記載の車両のルーフ構造は、請求項１に記載の車両のルーフ構造において、前記連結部材の車体前後方向両端部の少なくとも一方が車体下方側へ折り曲げられていることを特徴としている。

請求項２に記載の発明によれば、連結部材の強度を向上させることができる。

以上のように、本発明によれば、ルーフキャリアからの荷重によってルーフ部が局所的に変形されるのを抑制できる車両のルーフ構造を提供することができる。

以下、本発明の最良な実施の形態について、図面に示す実施例を基に詳細に説明する。図１はルーフキャリアが取り付けられた車両の概略斜視図であり、図２はルーフキャリアが取り付けられた車両の概略側面図である。また、図３は車両のルーフ構造を示す図２のＸ−Ｘ線矢視概略断面図であり、図４は車両の横転時におけるルーフ構造を示す図２のＸ−Ｘ線矢視概略断面図である。なお、各図において、車体上方向を矢印ＵＰ、車体前方向を矢印ＦＲで示し、車幅方向内側を矢印ＩＮで示す。

図１〜図３で示すように、自動車（車両）１０のルーフ部１２には、車室のルーフを構成するルーフパネル１４が備えられている。ルーフパネル１４の車幅方向両側部には、車体前後方向に延在する剛性の高い骨格部材である左右一対のルーフサイドレール１６が設けられている。ルーフサイドレール１６は、車幅方向内側に配置されるレールインナ１８と、車幅方向外側に配置されるレールアウタ２２と、レールインナ１８とレールアウタ２２との間に配置されるレールリインフォースメント２０と、を有している。

レールインナ１８とレールリインフォースメント２０は、上端側及び下端側が互いに接合されており、図３で示すような閉断面を構成している。そして、レールリインフォースメント２０とレールアウタ２２も、上端側及び下端側が互いに接合されている。つまり、レールインナ１８とレールアウタ２２は、レールリインフォースメント２０を介して、その上端側及び下端側が接合されている。

また、レールインナ１８の、接合された上端側よりも車体下方向側には、車幅方向内側へ膨出するような膨出部１９が屈曲形成されている。この膨出部１９には、後述するボルト４６を挿通させるための貫通孔１９Ａが穿設されており、その貫通孔１９Ａと同軸となるように、その膨出部１９の車幅方向外面には、ナット４８が予め（レールインナ１８にレールリインフォースメント２０を接合する以前に）溶接されている。

また、レールインナ１８とレールリインフォースメント２０とレールアウタ２２の上端側の接合部分は、車幅方向内側へ向けてフランジ状に突出しており、この接合部分には、ルーフパネル１４の車幅方向外側端部１４Ａが重ね合わされて接合されている（以下、この接合部分を接合部２４という）。そして、その接合部２４よりも車幅方向内側のルーフパネル１４と、その接合部２４よりも車幅方向外側のレールアウタ２２は、それぞれ階段状に屈曲形成されている。

これにより、ルーフ部１２の車幅方向両側部には、接合部２４を底壁とする溝部２６が車体前後方向に形成され、その溝部２６（接合部２４）の車体上方向側に、ルーフキャリア４０が取り付け可能とされている。ルーフキャリア４０は、筒状に形成された長尺部材であり、車体前後方向を長手方向として配置されている。

そして、ルーフキャリア４０の車体前後方向前端部及び後端部には、脚部であるルーフラックレール４１がそれぞれ（計４個）設けられており、各ルーフラックレール４１が、ルーフパネル１４に対する傷付き防止部材であるプロテクター４２を介して溝部２６（接合部２４）に取り付けられている。

各プロテクター４２の下面には、ボルト４５を挿通させるボス部４４が設けられており、溝部２６、即ち接合部２４を構成するレールインナ１８とレールリインフォースメント２０とレールアウタ２２の上端側と、ルーフパネル１４の車幅方向外側端部１４Ａには、接合したときに連通し、ボルト４５が挿通可能となる貫通孔（図示省略）が穿設されている。

したがって、プロテクター４２に設けられたボス部４４に車体上方向側からボルト４５を挿通し、更にそのボルト４５を上記貫通孔に挿通してナット４７に螺合することで、プロテクター４２が溝部２６（接合部２４）に取り付けられるようになっている。そして、このプロテクター４２に、ルーフキャリア４０の車体前後方向前端部及び後端部に設けられたルーフラックレール４１が取り付けられることにより、ルーフ部１２にルーフキャリア４０が取り付けられる構成になっている。

一方、ルーフパネル１４の車幅方向内側端部１４Ｂは、強度向上のために車体下方向に向かって略９０度に折り曲げられており、その車幅方向外面には、断面視略「Ｌ」字状とされた補強部材２８が取り付けられている。また、車体前方向側のルーフパネル１４の中央部（車体前方向側のルーフパネル１４の車幅方向内側端部１４Ｂ間）には、サンルーフを構成するリッド３０が設けられている。このリッド３０は、ガラスで構成されており、その周囲には樹脂製のウエザストリップ３２が取り付けられている。

また、ルーフパネル１４の車幅方向内側端部１４Ｂの車体下方向側におけるルーフ部１２には、図示しない移動機構により、リッド３０が車体前後方向に移動するのをガイドする（支持する）サンルーフハウジング（補強部材）３４が、車体前後方向に左右一対として延在されている。各サンルーフハウジング３４は、車幅方向内側端部と車幅方向外側端部にそれぞれフランジ部３６、３８を有する断面視略凹字状に押し出し成形されたアルミニウム製であり、比較的剛性が高い（少なくともルーフパネル１４よりは剛性が高い）部材になっている。

そして、車幅方向外側端部のフランジ部３８には、貫通孔３８Ａが穿設されており、その貫通孔３８Ａと同軸となるように、フランジ部３８の上面には、ナット４８が予め溶接されている。また、各サンルーフハウジング３４の車体前後方向前端部には、車幅方向に延在するサンルーフハウジング３３の車幅方向両端部が一体的に連結されており、サンルーフハウジング３４のリッド３０よりも車体前後方向後側には、車幅方向に延在するサンルーフハウジング３５の車幅方向両端部が一体的に連結されている。これにより、サンルーフハウジング３３、３４、３５は、全体として平面視略「Ａ」字状になるように構成されている（図１参照）。

また、このサンルーフハウジング３４とレールインナ１８は、連結部材としてのルーフブラケット５０によって連結されるようになっている。このルーフブラケット５０は、車室の車体上方向側である車体前方向側のプロテクター４２（ルーフラックレール４１）が取り付けられている溝部２６（接合部２４）の車体下方向側から車幅方向内側に架けて設けられており、ルーフブラケット５０の車体前後方向の長さは、プロテクター４２の車体前後方向の長さ以上とされている。そして、ルーフブラケット５０の車体前後方向後端部５２は、強度向上のために車体下方向に向かって略９０度に折り曲げられている。

また、ルーフブラケット５０の車幅方向略中央部分、正確にはルーフブラケット５０をサンルーフハウジング３４とレールインナ１８との間に架設した状態で（図３で示す断面視で）、プロテクター４２の車幅方向内側端部４２Ａの直下（ルーフラックレール４１の車幅方向内側端部４１Ａの直下）位置部分か、又はその直下位置よりも車幅方向内側部分は、車体上方向に向かって所定角度に折り曲げられており、その部分が屈曲部５４とされている。

したがって、ルーフブラケット５０の屈曲部５４における車体前後方向後端部５２の下面には、その所定角度の折り曲げを容易にするための略半円弧形状の切欠部５２Ａが形成されており、ルーフブラケット５０は、全体として断面視略ブーメラン形状に形成されている。なお、その切欠部５２Ａの形状は、図示の形状に限定されるものではなく、例えば略二等辺三角形状等に形成されてもよい。

また、ルーフブラケット５０の車幅方向内側端部５６は、サンルーフハウジング３４の車幅方向外側端部のフランジ部３８と平行になるように車体下方向側へ若干屈曲されており、その車幅方向内側端部５６には、ボルト４６を挿通させるための貫通孔５６Ａが穿設されている。したがって、ルーフブラケット５０の車幅方向内側端部５６は、サンルーフハウジング３４のフランジ部３８に車体下方向側から重ね合わされ、更に、その車体下方向側からボルト４６が挿通されて、フランジ部３８の上面に溶接されているナット（ウエルドナット）４８に螺合されることにより、フランジ部３８に締結（固定）される。

同様に、ルーフブラケット５０の車幅方向外側端部５８は、レールインナ１８の膨出部１９と平行になるように車体上方向側で、かつ車幅方向外側へ若干屈曲されており、その車幅方向外側端部５８には、ボルト４６を挿通させるための貫通孔５８Ａが穿設されている。したがって、ルーフブラケット５０の車幅方向外側端部５８は、レールインナ１８の膨出部１９に車幅方向内側から重ね合わされ、更に、その車幅方向内側からボルト４６が挿通されて、膨出部１９の車幅方向外面に溶接されているナット（ウエルドナット）４８に螺合されることにより、膨出部１９に締結（固定）される。

以上のような構成のルーフ構造において、次にその作用について、図４を基に説明する。なお、図４では自動車（車両）１０の横転時の状態を示しており、矢印ＵＰで示す車体上方向側に路面Ｇがある。

ルーフキャリア４０が取り付けられた自動車１０にあっては、そのルーフキャリア４０がルーフ部１２よりも車体上方向側へ突出している。このため、自動車１０が横転したときなどのルーフクラッシュ時には、ルーフキャリア４０がルーフ部１２よりも先に路面Ｇ等から荷重Ｆを受ける。そして、この荷重Ｆにより、ルーフキャリア４０及びルーフラックレール４１（プロテクター４２）が車幅方向内側へ倒れ込み、ルーフパネル１４を車室内方向へ変形させ、更にルーフブラケット５０の屈曲部５４を車室内方向へ変形させる。

つまり、ルーフブラケット５０の屈曲部５４は、プロテクター４２の車幅方向内側端部４２Ａの直下（ルーフラックレール４１の車幅方向内側端部４１Ａの直下）か、それよりも車幅方向内側に配置されているので、ルーフキャリア４０のルーフラックレール４１（プロテクター４２）がルーフパネル１４を車室内方向へ押圧することにより、ルーフブラケット５０の屈曲部５４が、そのルーフパネル１４によって、矢印Ａ方向（車室内方向）へ押圧される。

すると、ルーフブラケット５０の屈曲部５４は、ルーフブラケット５０を車幅方向内側と車幅方向外側に延伸させるように開く（変形する）。これにより、その荷重Ｆが、ルーフブラケット５０の延伸方向、即ち車幅方向内側と車幅方向外側へ分散される。そして、その車幅方向内側へ分散された荷重Ｆ１により、サンルーフハウジング３４が車幅方向内側へ押圧され、車幅方向外側へ分散された荷重Ｆ２により、レールインナ１８が車幅方向外側へ押圧される。

ここで、サンルーフハウジング３４は、比較的剛性が高い部材となっている。そのため、ルーフブラケット５０の車幅方向内側端部５６は、サンルーフハウジング３４により車幅方向内側への移動が抑えられる。したがって、ルーフブラケット５０の車幅方向外側端部５８、即ちレールインナ１８が車幅方向外側へ強く押圧され、ルーフサイドレール１６（レールインナ１８及びレールリインフォースメント２０）が車幅方向外側へ押し出される。

これにより、ルーフキャリア４０のルーフラックレール４１（プロテクター４２）を介した取付部分である溝部２６（接合部２４）を支点としたルーフサイドレール１６の車体上方向側へ向かう捩れ（車室内方向側への変形）が抑制され、ルーフサイドレール１６の強度低下が抑制されるとともに、ルーフキャリア４０（ルーフラックレール４１）の倒れ込みを、ルーフパネル１４と共にルーフブラケット５０で支える（抑制する）ことができる。よって、自動車１０のルーフ部１２が局所的に変形されるのを抑制することができる。

また、このルーフ構造は、サンルーフハウジング３４とレールインナ１８とを断面視略ブーメラン形状とされた（上記したような車幅方向略中央部分に屈曲部５４を有する）ルーフブラケット５０で連結するだけの簡易な構成で済むので、低コストで製造することができる。更に、ルーフブラケット５０をサンルーフハウジング３４とレールインナ１８にボルト４６で取り付けるためのナット４８をウエルドナットとしたので、それらの取付精度を確保することができるとともに、ボルト４６を締結する組付作業時間を、ウエルドナットとしていない場合に比べて、短縮することができる。

なお、ルーフブラケット５０の材質としては、アルミニウム等が挙げられるが、屈曲部５４が矢印Ａ方向（車室内方向）へ押圧されることで、ルーフサイドレール１６を車幅方向外側へ押し出すことができる強度（剛性）を有する材質であれば、どのような材質でもよい。また、図示のルーフブラケット５０は、強度向上のために、車体前後方向後端部５２が車体下方向に向かって略９０度に折り曲げられているが、車体前後方向前端部が車体下方向に向かって略９０度に折り曲げられていてもよく、更には車体前後方向両端部が車体下方向に向かって略９０度に折り曲げられていてもよい。

また、ルーフブラケット５０は、図示の断面視略ブーメラン形状に限定されるものではない。すなわち、このルーフブラケット５０は、上記したような車幅方向略中央部分が車体上方向に向かって凸状となる形状であればよく、例えば断面視略円弧形状等に形成されていてもよい。そして、この断面視略円弧形状の場合には、上記した断面視略ブーメラン形状のルーフブラケット５０と同様に変形可能なように、その車幅方向略中央部分に剛性を低下させる剛性低下部が形成されていればよい。

更に、本発明に係る補強部材としては、図示のサンルーフハウジング３４に限定されるものではない。すなわち、自動車１０としては、サンルーフ付き自動車に限定されるものではなく、例えば格納式サンバイザーが設けられた自動車の場合には、そのサンバイザー（図示省略）をスライド移動させるレール（図示省略）等にルーフブラケット（連結部材）５０の車幅方向内側端部５６をボルト４６及びナット４８等により締結（固定）すればよい。

ルーフキャリアが取り付けられた車両の概略斜視図 ルーフキャリアが取り付けられた車両の概略側面図 車両のルーフ構造を示す図２のＸ−Ｘ線矢視概略断面図 車両の横転時におけるルーフ構造を示す図２のＸ−Ｘ線矢視概略断面図

符号の説明

１０ 自動車（車両）
１２ ルーフ部
１４ ルーフパネル
１６ ルーフサイドレール
１８ レールインナ
２０ レールリインフォースメント
２２ レールアウタ
２４ 接合部
２６ 溝部
３０ リッド
３４ サンルーフハウジング（補強部材）
３６ フランジ部
３８ フランジ部
４０ ルーフキャリア
４１ ルーフラックレール（脚部）
５０ ルーフブラケット（連結部材）
５４ 屈曲部

Claims (2)

1. 車両のルーフ部に設けられ、車体前後方向に延在し、かつルーフパネルよりも高剛性な補強部材と、
   前記ルーフ部のルーフサイドレールを構成するレールインナと、
   前記補強部材よりも車幅方向外側の前記ルーフ部に脚部を介して取り付けられたルーフキャリアと、
   一端部が前記補強部材に締結固定され、他端部が前記レールインナに締結固定されるとともに、中途部が車体上方向に向かって凸状とされ、前記ルーフキャリアから脚部を介して車室内方向へ荷重を受けたときに開くように変形して、前記レールインナを車幅方向外側へ押し出す連結部材と、
   を備えたことを特徴とする車両のルーフ構造。
2. 前記連結部材の車体前後方向両端部の少なくとも一方が車体下方側へ折り曲げら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。

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