JP5103881B2

JP5103881B2 - ルーフレール取付構造

Info

Publication number: JP5103881B2
Application number: JP2006317712A
Authority: JP
Inventors: 幸雄岡
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2006-11-24
Filing date: 2006-11-24
Publication date: 2012-12-19
Anticipated expiration: 2026-11-24
Also published as: JP2008126976A

Description

本発明は、自動車などの車両にルーフレールを取り付けるためのルーフレール取付構造に関する。

従来のルーフレール取付構造（例えば、特許文献１参照）では、ルーフレールがルーフサイドレールの接合フランジに締結されている。
特開平１０−３５３６５号公報

しかしながら、上記構成のルーフレール取付構造では、ルーフレールに作用する荷重が接合フランジを介してルーフサイドレールに伝達される。このため、ルーフサイドレールの剛性を必要以上に向上させなければならなくなる可能性がある。

本発明は上記事実を考慮し、ルーフサイドレールの剛性を必要以上に向上させなくてもよいルーフレール取付構造を得ることが目的である。

請求項１に記載の発明に係るルーフレール取付構造は、車幅方向内側へ向けてフランジ部が延出されると共に、前記フランジ部に貫通孔が形成されたルーフサイドレールと、前記貫通孔を貫通した固定具によって前記フランジ部に取り付けられるルーフレールと、前記貫通孔の車幅方向内側で前記フランジ部に設けられ、前記固定具に車幅方向内側へ向いた所定値以上の荷重が作用した際に破断して前記固定具の前記フランジ部からの車幅方向内側への離脱を許容することにより、前記ルーフレールから前記ルーフサイドレールへの荷重の伝達を抑制する脆弱部と、を有することを特徴としている。

請求項１に記載のルーフレール取付構造では、ルーフレールに車幅方向内側へ向いた所定値以上の荷重が作用すると、ルーフレールの固定具がフランジ部の貫通孔の車幅方向内側部分すなわち脆弱部と干渉し、脆弱部が変形される。具体的には、ルーフレールの固定具に車幅方向内側へ向いた所定値以上の荷重が作用すると、脆弱部が破断し、固定具すなわちルーフレールがフランジ部に対して車幅方向内側へと離脱可能になる。これにより、ルーフレールからルーフサイドレールへの荷重伝達が抑制される。したがって、ルーフサイドレールの剛性を必要以上に向上させなくてもよい。しかも、フランジ部に設けられた脆弱部によって上記荷重伝達が抑制されるため、簡単な構成にすることができる。さらに、脆弱部がフランジ部の貫通孔（ルーフレールの固定具）の車幅方向内側に設けられるので、ルーフレールの通常使用時の取付剛性を確保することができる。

以上説明したように、本発明の請求項１に係るルーフレール取付構造では、ルーフサイドレールの剛性を必要以上に向上させなくてもよいと共に、簡単な構成にすることができ、しかも、ルーフレールの通常使用時の取付剛性を確保することができる。

図１には、本発明の実施形態に係るルーフレール取付構造が適用されて構成された自動車１２の斜視図が示されている。また、図２には、図１の２−２線断面図が示されている。なお、図中矢印ＦＲは車両前方向を示し、矢印ＵＰは車両上方向を示し、矢印ＯＵＴは車幅外側方向を示している。

図１に示されるように、本発明の実施形態に係る自動車１２のルーフ部１２Ａには、車室の天井を構成するルーフパネル１４が設けられており、ルーフパネル１４の車幅方向両側には、それぞれ車体前後方向に沿って閉断面構造のルーフサイドレール１６が延設されている。

図２に示されるように、ルーフサイドレール１６は、サイドメンバアウタ１８と、サイドメンバアウタ１８の下方側に配置されるレールインナ２０とを有しており、これらの間には、レールレインフォース２２が設けられている。なお、レールインナ２０及びレールレインフォース２２は、同じ程度の厚さ寸法の板材によって形成されているが、サイドメンバアウタ１８は、レールインナ２０及びレールレインフォース２２よりも厚さ寸法が薄い板材によって形成されており、ルーフサイドレール１６の剛性は、主にレールインナ２０とレールレインフォース２２との閉断面によって確保されている。

サイドメンバアウタ１８、レールインナ２０、及びレールレインフォース２２は、それぞれ車幅方向外側へ突出する外側フランジ１８Ａ、２０Ａ、２２Ａと、車幅方向内側へ突出する内側フランジ１８Ｂ、２０Ｂ、２２Ｂとを有している。外側フランジ１８Ａ、２０Ａ、２２Ａ及び内側フランジ１８Ｂ、２０Ｂ、２２Ｂは、板厚方向に重合されて、スポット溶接により結合されており、ルーフサイドレール１６には、車幅方向内側へ向けて延出されるフランジ部２４（内側フランジ１８Ｂ、２０Ｂ、２２Ｂの重合部分）が設けられている。

一方、ルーフパネル１４は、サイドメンバアウタ１８と同じくレールインナ２０及びレールレインフォース２２よりも厚さ寸法が薄い板材によって形成されている。ルーフパネル１４の車幅方向外側端部には、車幅方向外側へ向けて結合フランジ１４Ａが延出されている。この結合フランジ１４Ａは、フランジ部２４に対して上側に配置されると共に、板厚方向に重合されてスポット溶接によりフランジ部２４に結合されている。

なお、ルーフパネル１４の車幅方向外側端部（結合フランジ１４Ａ側の端部）、及びサイドメンバアウタ１８の車幅方向内側端部（内側フランジ１８Ｂ側の端部）は、共にクランク状に屈曲されており、結合フランジ１４Ａの上側には、ルーフレール２６を取付けるための凹部２８が形成されている。

ルーフレール２６は、自動車１２のルーフ部１２Ａから上方側へ突出した状態で配置されており、車体前後方向に沿って長尺に形成されている。ルーフレール２６の断面形状は、略三角形の中空状に形成されており、ルーフレール２６の長手方向一端部（車体前方側の端部）、長手方向中間部、及び長手方向他端部（車体後側の端部）には、それぞれ下方側へ突出する断面コ字形の取付部２６Ａが設けられている。これらの取付部２６Ａは上述した凹部２８内に挿入されており、取付部２６Ａの下壁は、ルーフパネル１４の結合フランジ１４Ａに当接されて板厚方向に重合している。

また、取付部２６Ａの下壁、結合フランジ１４Ａ、及びフランジ部２４の重合部分には、これらを車体上下方向に貫通する貫通孔３０が形成されている。この貫通孔３０には、固定具を構成するボルト３２のネジ部が挿通されている。このボルト３２は、頭部が取付部２６Ａ内に配置されており、ネジ部の先端側がフランジ部２４の下方側へ突出している。この突出部分には、固定具を構成するナット３４が螺合している。これにより、ルーフレール２６がルーフサイドレール１６のフランジ部２４及びルーフパネル１４の結合フランジ１４Ａに締結されている。

ここで、本実施形態では、ルーフサイドレール１６のフランジ部２４における貫通孔３０の車幅方向内側部分が弱体化されて脆弱部３６（荷重伝達抑制手段）とされている。すなわち、図３に示されるように、前述したレールレインフォース２２の内側フランジ２２Ｂには、貫通孔３０よりも車幅方向内側の部分（すなわち脆弱部３６）に切込み３８が形成されている。この切込み３８は、内側フランジ２２Ｂの車幅方向内側端部から貫通孔３０の付近にかけて形成されており、この切込み３８によって脆弱部３６が弱体化されている。

このため、本実施形態では、ルーフレール２６に車幅方向内側へ向いた所定値以上の荷重が作用すると、ルーフレール２６と共に車幅方向内側へと移動しようとするボルト３２によって脆弱部３６が変形され、これにより、ルーフレール２６からルーフサイドレール１６への荷重伝達が抑制されるようになっている。

しかも、脆弱部３６の切込み３８と貫通孔３０との間には、小さな荷重で容易に破断する破断部４０（図３参照）が形成されており、この破断部４０は、脆弱部３６の変形に伴って破断されるようになっている。このように、破断部４０が破断されると、貫通孔３０と切込み３８とがつながり、脆弱部３６が更に弱体化されるので、脆弱部３６は上記荷重によって破断される。そして、このように脆弱部３６が破断されると、ルーフレール２６がボルト３２及びルーフパネル１４と共にフランジ部２４（ルーフサイドレール１６）から車幅方向内側へと離脱できるようになる。これにより、ルーフレール２６からルーフサイドレール１６への荷重伝達が更に抑制される構成になっている。

次に、本実施形態の作用について説明する。

本実施形態では、例えば自動車１２が転覆して、ルーフレール２６が地面４２に当たると、ルーフレール２６には、車幅方向内側へ倒れる方向（図４（Ａ）の矢印Ｆ方向）の所定値以上の荷重が作用する。この場合、ルーフレール２６は、ルーフパネル１４を変形させながらボルト３２付近を回転中心として車幅方向内側へと倒れこむため、ルーフレール２６のボルト３２がフランジ部２４の脆弱部３６に干渉し、脆弱部３６が変形される。この変形の際には、脆弱部３６が破断部４０を起点として破断し、ルーフレール２６がボルト３２及びルーフパネル１４と共にフランジ部２４から車幅方向内側へと離脱する（図４（Ｂ）参照）。これにより、ルーフレール２６からルーフサイドレール１６への荷重伝達が抑制され、ルーフサイドレール１６が上記荷重によって捩られることを抑制できる。

このため、本実施形態では、ルーフサイドレール１６の剛性を必要以上に向上させなくても、自動車１２の転覆時にルーフサイドレール１６の断面形状（特に、ルーフサイドレール１６の剛性を確保するレールレインフォース２２とレールインナ２０との閉断面）が崩れることを抑制できる。したがって、自動車１２の転覆時におけるルーフ部１２Ａの変形を抑制でき、ひいてはルーフ部１２Ａの変形に伴う車体の変形抵抗の低下を抑制できる。

しかも、本実施形態では、上述のようにルーフサイドレール１６のフランジ部２４に設けられた脆弱部３６によって、ルーフレール２６からルーフサイドレール１６への荷重伝達が抑制されるので、構成が簡単である。

また、本実施形態では、脆弱部３６がフランジ部２４の貫通孔３０（ルーフレール２６のボルト３２）の車幅方向内側に設けられているので、ルーフレール２６の通常使用時の取付剛性を確保することができる。

さらに、本実施形態では、脆弱部３６が破断する際の荷重を、脆弱部３６に設けられた切込み３８の大きさによって調節できるので、脆弱部３６が破断する際の荷重を容易に設定することができる。

なお、上記実施形態では、切込み３８が内側フランジ２２Ｂの車幅方向内側端部から貫通孔３０の付近にかけて形成され、切込み３８と貫通孔３０との間に破断部４０が形成された構成としたが、本発明はこれに限らず、例えば、図５に示されるように、切込み３８が内側フランジ２２Ｂの車幅方向内側端部から貫通孔３０までつながるスリット状に形成され、破断部４０が省略される構成としてもよい。

また、上記実施形態では、切込み３８がレールレインフォース２２の内側フランジ２２Ｂだけに形成された構成としたが、本発明はこれに限らず、切込み３８がレールインナ２０の内側フランジ２０Ｂだけに形成された構成としてもよいし、レールレインフォース２２の内側フランジ２２Ｂとレールインナ２０の内側フランジ２０Ｂの両方に形成された構成としてもよい。

さらに、上記実施形態では、切込み３８が設けられることで脆弱部３６が弱体化される構成としたが、本発明はこれに限らず、脆弱部３６に複数の細かい孔を形成することで脆弱部３６を弱体化してもよいし、脆弱部３６の厚さ寸法をフランジ部２４の他の部位の厚さ寸法よりも薄く形成することで脆弱部３６を弱体化してもよい。

またさらに、上記実施形態では、脆弱部３６がフランジ部２４の貫通孔３０の車幅方向内側に設けられた構成としたが、本発明はこれに限らず、ルーフサイドレール１６の本体部（閉断面構造の部分）とフランジ部２４との接続部分が弱体化されて脆弱部とされる構成にしてもよい。この場合、ルーフレール２６に車幅方向内側へ倒れる方向の荷重が作用すると、ルーフサイドレール１６の本体部とフランジ部２４との接続部分に設けられた脆弱部が変形し、この脆弱部を回転中心にしてフランジ部２４が上記本体部に対して下方側へと回転する。これにより、ルーフレール２６からルーフサイドレール１６への荷重伝達が抑制される構成になる。

本発明の実施形態に係るルーフレール取付構造が適用されて構成された自動車の斜視図である。図１の２−２線断面図である。本発明の実施形態に係るルーフレール取付構造のルーフサイドレールを構成するレールレインフォースの斜視図である。本発明の実施形態に係るルーフレール取付構造を示し、（Ａ）は自動車の転覆によりルーフレールが地面から受ける荷重の方向を説明するための断面図であり、（Ｂ）は脆弱部が破断してルーフレールがルーフサイドレールから離脱された状態を示す断面図である。本発明の実施形態に係る切込みの変形例を示す斜視図である。

符号の説明

１２自動車
１４ルーフパネル
１６ルーフサイドレール
２４フランジ部
２６ルーフレール
３０貫通孔
３２ボルト（固定具）
３４ナット（固定具）
３６脆弱部
３８切込み

Claims

車幅方向内側へ向けてフランジ部が延出されると共に、前記フランジ部に貫通孔が形成されたルーフサイドレールと、
前記貫通孔を貫通した固定具によって前記フランジ部に取り付けられるルーフレールと、
前記貫通孔の車幅方向内側で前記フランジ部に設けられ、前記固定具に車幅方向内側へ向いた所定値以上の荷重が作用した際に破断して前記固定具の前記フランジ部からの車幅方向内側への離脱を許容することにより、前記ルーフレールから前記ルーフサイドレールへの荷重の伝達を抑制する脆弱部と、
を有するルーフレール取付構造。