JP6079743B2 - 車両上部構造 - Google Patents

Description

本発明は、車両上部構造に関する。

特許文献１には、ルーフセンタリインフォースアッパとルーフセンタリインフォースロアとアッパブラケットとを有する車両上部構造が開示されている。この車両上部構造では、ルーフセンタリインフォースロアの車両上下方向の上面にルーフセンタリインフォースアッパが結合され、ルーフセンタリインフォースロアの車両上下方向の下面にアッパブラケットが結合されている。言い換えると、ルーフリインフォースメントの底部のみがガセットに結合された車両上部構造と言える。

実開昭６１−００７４７３号公報

しかしながら、上記先行技術による場合、車両側面への衝突時（側面衝突時）、ルーフサイドレールに加わった衝突荷重が腹面の稜線のみで伝達されるため、ガセットが変形し易く、ガセットの断面形状を有効に活用しきれていない。よって、車両上部の変形を抑制するには改善の余地がある。

本発明は上記事実を考慮し、側面衝突時に車両上部の変形を抑制することができる車両上部構造を得ることが目的である。

請求項１に記載の本発明に係る車両上部構造は、車両前後方向に延在されたルーフサイドレールと、車両下方側へ膨出された第１膨出部、及び該第１膨出部から車両前後方向に張り出された第１フランジ部を備え、前記ルーフサイドレールよりも車室内側で車両幅方向に延在されたルーフリインフォースメントと、前記ルーフサイドレールと、前記ルーフリインフォースメントの車両幅方向の端部とに跨って配置されると共に、車両幅方向内側の内端部に車両下方側へ膨出された第２膨出部及び該第２膨出部から車両前後方向に張り出された第２フランジ部を備え、車両幅方向外側の外端部が前記ルーフサイドレールに結合されると共に、前記第２膨出部及び前記第２フランジ部が、前記第１膨出部及び前記第１フランジ部に車両下方側からそれぞれ重ねられて締結されたガセットと、を有し、前記ルーフリインフォースメントは、前記第１膨出部及び前記第１フランジ部を備え前記ガセットに車両上方側から重ねられた第１ルーフリインフォースメントと、前記第１ルーフリインフォースメントに車両上方側から重ねられて前記第１ルーフリインフォースメントとで閉断面を形成する第２ルーフリインフォースメントと、を有し、前記第１フランジ部、前記第２フランジ部、及び前記第２ルーフリインフォースメントが共締めされ、前記第２ルーフリインフォースメントの車両上方側にはルーフパネルが設けられ、前記第２ルーフリインフォースメントの車両幅方向の端部には、車両前後方向に間隔をあけて形成され、前記ルーフサイドレールに向けて延びると共に前記ルーフサイドレールに支持される２つの延出部が形成され、２つの前記延出部には、前記第２ルーフリインフォースメントの車両上下方向における高さを前記延出部の車両上下方向における高さよりも低くする段差部が形成されており、前記第１ルーフリインフォースメント、前記第２ルーフリインフォースメント、及び前記ガセットを締結する締結部材が、車両下方側から締結されている。

請求項１に記載の本発明に係る車両上部構造では、ガセットの第２膨出部がルーフリインフォースメントの第１膨出部に締結され、ガセットの第２フランジ部がルーフリインフォースメントの第１フランジ部に締結される。これにより、ガセットとルーフリインフォースメントとが車両前後方向の複数箇所で結合されるので、側面衝突時、ルーフサイドレールを経由して入力された衝突荷重は、ガセット及びルーフリインフォースメントの車両前後方向に沿った全断面で伝達される。このように、ガセット及びルーフリインフォースメントに対して効率良く荷重が伝達されるので、側面衝突時に車両上部の変形を抑制することができる。

請求項２に記載の本発明に係る車両上部構造の前記ルーフリインフォースメントには、前記第１膨出部の底部から車両上方側へ突出された第１突出部が形成され、前記ガセットには、前記第２膨出部の底部から車両上方側へ突出され、車両下方側から前記第１突出部と重なる第２突出部が形成されている。

請求項２に記載の本発明に係る車両上部構造では、第１突出部と第２突出部が重なるので、ガセットとルーフリインフォースメントとの結合強度が向上する。これにより、ガセット及びルーフリインフォースメントに伝達される荷重の上限を上げることができる。また、ガセットとルーフリインフォースメントとの接触面積が増加するので、ガセット及びルーフリインフォースメントにおける衝突荷重の伝達効率を向上させることができる。

請求項３に記載の本発明に係る車両上部構造の前記ガセットは、車両前後方向で前記第１フランジ部に少なくとも２箇所以上締結されると共に、車両前後方向で前記第１突出部を間にして前記第１膨出部に少なくとも２箇所以上で締結されている。

請求項３に記載の本発明に係る車両上部構造では、第１膨出部と第２膨出部とを１本のボルトで締結する構造に比べて締結箇所が多くなるので、ガセット及びルーフリインフォースメントの締結部位の結合強度を増加させることができる。

請求項１に記載の本発明に係る車両上部構造では、第１ルーフリインフォースメント、第２ルーフリインフォースメント、及びガセットがボルトにより共締めされる。ここで、第１ルーフリインフォースメントと第２ルーフリインフォースメントが重なった厚肉の部位で、ガセットが共締めされる。これにより、第１ルーフリインフォースメント、第２ルーフリインフォースメント、及びガセットの締結部位の厚みが増加するので、締結部位の結合強度を増加させることができる。さらに、第１ルーフリインフォースメントと第２ルーフリインフォースメントとで閉断面が形成されるので、第１ルーフリインフォースメント及び第２ルーフリインフォースメントに伝達される荷重の上限を上げることができる。

請求項１に記載の本発明に係る車両上部構造では、延出部をルーフサイドレールで支持したとき、段差部により、第２ルーフリインフォースメントが延出部に対して車両下方側にオフセット配置される。これにより、第２ルーフリインフォースメントとルーフパネルとの間の空間が広がるので、車両下方側から締結部材を締結するとき、第２ルーフリインフォースメントとルーフパネルとの間に締結部材の配設場所を確保することができる。

以上説明したように、請求項１に記載の車両上部構造によれば、側面衝突時に車両上部の変形を抑制することができるという優れた効果を有する。

請求項２に記載の車両上部構造によれば、ガセット及びルーフリインフォースメントに伝達される荷重の上限を上げることができるという優れた効果を有する。

請求項３に記載の車両上部構造によれば、ガセット及びルーフリインフォースメントの締結部位の結合強度を増加させることができるという優れた効果を有する。

請求項１に記載の車両上部構造によれば、ガセット及びルーフリインフォースメント締結部位の結合強度を増加させることができるという優れた効果を有する。

請求項１に記載の車両上部構造によれば、第２ルーフリインフォースメントとルーフパネルとの間に締結部材の配設場所を確保することができる。

本実施形態に係る車両上部構造が適用された車両の上部を示す斜視図である。 本実施形態に係る車両上部の要部を車内側から見た斜視図である。 図１の３−３線で切断した切断面を拡大して示す拡大断面図である。 本実施形態に係る車両上部の要部を車外側から見た斜視図である。 図３の５−５線で切断した切断面を拡大して示す拡大断面図である。 対比例に係る車両上部構造の切断面を拡大して示す拡大断面図である。 本実施形態に係る車両上部構造の変形例を示す拡大断面図である。

以下、本発明に係る車両上部構造の実施形態について説明する。なお、各図に適宜示す矢印ＦＲは車両前方側を示しており、矢印ＵＰは車両上方側を示しており、矢印ＯＵＴは車両幅方向外側を示している。

〔車両の全体構成〕
図１には、第１実施形態に係る車両１０が示されている。車両１０の車両上部１２には、ルーフパネル１４が設けられている。

図３に示すように、ルーフパネル１４は、鋼板等の金属（カーボンやガラス等でもよい）によって断面略ハット状に形成されており、車両幅方向の両端部にフランジ部１４Ａを備えている。また、フランジ部１４Ａは、第２ルーフリインフォースメント３４の後述する延出部３４Ｂを介して、後述するルーフサイドレール１６に結合されている。さらに、ルーフパネル１４の第２ルーフリインフォースメント３４よりも車両幅方向の内側の部位は、図示しないマスチック接着剤によって第１ルーフリインフォースメント３２と結合（接着）されている。

図１に示すように、ルーフパネル１４の車両幅方向の両側には、車両前後方向に沿って延在するルーフサイドレール１６がそれぞれ設けられている。なお、ルーフサイドレール１６の車両幅方向の外側には、サイドアウタパネル４２（図３参照）が設けられているが、図１では、サイドアウタパネル４２の図示を省略している。

一対のルーフサイドレール１６の前端部には、車両幅方向に沿ってフロントヘッダ１８が架け渡されている。一対のルーフサイドレール１６の後端部には、車両幅方向に沿ってリヤヘッダ２０が架け渡されている。また、ルーフサイドレール１６の前端部からは、車両前後方向の前側且つ車両上下方向の下側（車両下方側）へ向かってフロントピラー２２が延在されている。さらに、ルーフサイドレール１６の車両前後方向の中央部からは、車両下方へ向かってピラーとしてのセンタピラー２４が延在されている。加えて、ルーフサイドレール１６の後端部からは、車両後方且つ車両下方へ向かってリヤピラー２６が延在されている。

フロントピラー２２の下端部、センタピラー２４の下端部、及びリヤピラー２６の下端部は、車両前後方向に沿って延在された図示しないロッカにそれぞれ結合されている。さらに、車両上部１２には、車両上部構造３０が設けられている。

〔要部構成〕
次に、車両上部構造３０について説明する。

図２に示すように、車両上部構造３０は、既述のルーフサイドレール１６と、ルーフリインフォースメントとしての第１ルーフリインフォースメント３２及び第２ルーフリインフォースメント３４（図４参照）と、ガセット３６とを有している。なお、第１ルーフリインフォースメント３２は、以下、「第１ルーフＲ／Ｆ３２」と称し、第２ルーフリインフォースメント３４は、以下、「第２ルーフＲ／Ｆ３４」と称する。

ここで、車両上部構造３０は、車両上部１２の車両幅方向の両側で同様の結合構造となっている。このため、車両幅方向の一方側の車両上部構造３０について説明し、他方側の説明を省略する。

＜ルーフサイドレール＞
図３に示すように、ルーフサイドレール１６は、車室１３の外側に配置されたルーフサイドレールアウタパネル４４と、車室１３の内側に配置されたルーフサイドレールインナパネル４６とによって構成されている。ルーフサイドレールアウタパネル４４の車両上下方向の上端部４４Ａは、ガセット３６と溶接で結合されている。また、ルーフサイドレールアウタパネル４４の中央部４４Ｂ及び下端部４４Ｃは、センタピラー２４の一部を構成するセンタピラーアウタパネル４８と溶接で結合されている。なお、図３では、断面よりも車両前後方向の前側に位置する部材及び部位を二点鎖線で示している。

ルーフサイドレールインナパネル４６の下端部４６Ａは、センタピラー２４の一部を構成するセンタピラーインナパネル５２の車両上下方向の上部と溶接で結合されている。さらに、センタピラーアウタパネル４８とセンタピラーインナパネル５２とが、下端部４４Ｃ及び下端部４６Ａよりも車両下方側で結合されている。このようにして、ルーフサイドレール１６は、閉断面を形成している。

また、ルーフサイドレールインナパネル４６における下端部４６Ａの車両上下方向における上側（車両上方側）には、車両幅方向の内側に斜め上方へ延びる傾斜部４６Ｂが形成されている。さらに、傾斜部４６Ｂの車両上方側には、車両上方に延びる縦壁部４６Ｃが形成されている。

＜第１ルーフＲ／Ｆ＞
図３に示すように、第１ルーフＲ／Ｆ３２は、ルーフパネル１４の補強部材であり、ルーフパネル１４よりも車室１３の内側（以後、「車室内側」という）で車両幅方向に延在している。また、第１ルーフＲ／Ｆ３２は、一対のルーフサイドレール１６よりも車室内側に配設されている。さらに、第１ルーフＲ／Ｆ３２は、車両幅方向を長手方向とする長尺状で、且つ車両前後方向に沿った断面形状において台形波状に形成されている。加えて、第１ルーフＲ／Ｆ３２の車両幅方向の端部は、ルーフサイドレール１６へ向かって下方へ緩やかに傾斜されている。

図５に示すように、第１ルーフＲ／Ｆ３２は、２つの第１膨出部３２Ａと、２つの第１膨出部３２Ａの間に形成された１つの第１突出部３２Ｂと、第１膨出部３２Ａの車両前後方向の両端部から張り出された２つの第１フランジ部３２Ｃとを備えている。

（第１膨出部）
図５に示すように、第１膨出部３２Ａは、第２ルーフＲ／Ｆ３４と接触する面Ｍ（図示の一点鎖線Ｍ）を基準面として、車両下方側へ膨出された部位である。また、１つの第１膨出部３２Ａは、車両幅方向に見て逆台形状に形成されている。さらに、第１膨出部３２Ａの車両上下方向の下端には、車両前後方向及び車両幅方向に沿った底部３２Ｄが形成されている。

底部３２Ｄには、車両上下方向に貫通した貫通孔３２Ｅが形成されている。本実施形態では、一例として、貫通孔３２Ｅが各底部３２Ｄに２箇所ずつ形成されている。つまり、貫通孔３２Ｅは、各底部３２Ｄの車両幅方向（図５の奥行方向）に間隔をあけて２箇所ずつ形成されている。また、貫通孔３２Ｅの大きさは、第１ボルト５６の軸部を挿入可能な大きさとされている。さらに、各底部３２Ｄにおける貫通孔３２Ｅの周縁で、且つ車両上方側には、それぞれウェルドナット３２Ｆが一体で形成されている。

さらに、第１膨出部３２Ａは、底部３２Ｄの車両前後方向の端部から斜め上方へ延び、第１突出部３２Ｂと共有された傾斜部３２Ｇと、底部３２Ｄの傾斜部３２Ｇ側とは反対側の端部から斜め上方へ延び、傾斜部３２Ｇよりも傾斜部分が長い傾斜部３２Ｈとを備える。

（第１突出部）
図５に示すように、第１突出部３２Ｂは、底部３２Ｄを基準として、底部３２Ｄから車両上方側へ突出された部位である。また、第１突出部３２Ｂは、車両幅方向に見て台形状に形成されている。さらに、第１突出部３２Ｂは、既述のように、第１膨出部３２Ａと共有する傾斜部３２Ｇと、台形の上底となる上底部３２Ｉとを有する。上底部３２Ｉの車両上下方向の高さ位置は、後述する第１フランジ部３２Ｃの車両上下方向の高さ位置よりも低い位置となっている。

（第１フランジ部）
図５に示すように、第１フランジ部３２Ｃは、傾斜部３２Ｈの車両上下方向の上端から車両前後方向の前側及び後側に車両前後方向に沿って張り出された板状部である。また、各第１フランジ部３２Ｃには、車両上下方向に貫通した貫通孔３２Ｊが形成されている。貫通孔３２Ｊの大きさは、締結部材としての第２ボルト５８の軸部を挿入可能な大きさとされている。

図３に示すように、本実施形態では、一対のセンタピラー２４の間に第１ルーフＲ／Ｆ３２を配設しているが、これに限らず、第１ルーフＲ／Ｆ３２をセンタピラー２４に対して車両前後方向の前側又は後側にオフセットした位置に配設してもよい。また、車両前後方向に間隔をあけて複数の第１ルーフＲ／Ｆ３２を配設してもよい。さらに、第１ルーフＲ／Ｆ３２の車両幅方向の一端側に対して他端側を車両前後方向にオフセットさせて、平面視で第１ルーフＲ／Ｆ３２を斜めに配設してもよい。

＜第２ルーフＲ／Ｆ＞
図４に示すように、第２ルーフＲ／Ｆ３４は、車両幅方向を長手方向とする略矩形状の本体部３４Ａを有する板材である。また、第２ルーフＲ／Ｆ３４には、平面視で本体部３４Ａの長手方向の両側が略Ｕ字状に切り欠かれることにより、２つの延出部３４Ｂが形成されている。２つの延出部３４Ｂは、車両前後方向に間隔をあけ、本体部３４Ａの車両幅方向の端部から車両幅方向の外側に向けて延出されている。

図３に示すように、２つの延出部３４Ｂの車両幅方向外側の端部は、サイドアウタパネル４２の車両幅方向内側の端部における車両上方側の面に結合され、ルーフサイドレール１６により支持されている。また、２つの延出部３４Ｂにおける本体部３４Ａ側の部位には、車両前後方向に見てクランク状に屈曲された段差部３４Ｅが形成されている。ここで、第２ルーフＲ／Ｆ３４の車両幅方向の端部における車両上下方向の高さは、段差部３４Ｅが形成されていることにより、延出部３４Ｂの車両上下方向の高さよりも低くなっている。

さらに、図５に示すように、第２ルーフＲ／Ｆ３４の車両前後方向の長さは、第１ルーフＲ／Ｆ３２の車両前後方向の長さと略同一の長さとされている。そして、第２ルーフＲ／Ｆ３４の車両前後方向の両端部は、第１ルーフＲ／Ｆ３２における第１フランジ部３２Ｃの車両上下方向の上面に重ね合わされ、レーザ溶接又はスポット溶接により結合されている。これにより、第２ルーフＲ／Ｆ３４は、第１ルーフＲ／Ｆ３２と共に閉断面を形成し、ルーフパネル１４を補強している。

加えて、第２ルーフＲ／Ｆ３４の車両前後方向の両端部には、車両上下方向に貫通する貫通孔３４Ｃが形成されている。貫通孔３４Ｃの大きさは、第２ボルト５８の軸部を挿入可能な大きさとされている。また、貫通孔３４Ｃは、第２ルーフＲ／Ｆ３４の車両前後方向の両端部が、第１フランジ部３２Ｃの車両上下方向の上面に重ね合わされた状態で、貫通孔３２Ｊの内部と連通している。さらに、第２ルーフＲ／Ｆ３４における貫通孔３４Ｃの周縁で、且つ車両上方側には、それぞれ締結部材としてのウェルドナット３４Ｄが一体で形成されている。図３に示すように、第２ルーフＲ／Ｆ３４の車両上方側には、既述のルーフパネル１４が設けられている。

なお、図４に示すように、本実施形態では、第２ルーフＲ／Ｆ３４の車両幅方向の両端部をＵ字状に切り欠くことで、ルーフサイドレール１６との接触面積を減少させ、車両１０の走行時の異音等を低減させているが、これに限らず、切り欠きを形成しなくてもよい。また、第２ルーフＲ／Ｆ３４の切り欠きの形状は、Ｕ字状に限らず、略円弧状など他の形状としてもよい。

＜ガセット＞
図２に示すように、ガセット３６は、ルーフサイドレール１６に結合される結合部３６Ａと、結合部３６Ａから車両幅方向の内側へ向けて延び第１ルーフＲ／Ｆ３２の車両幅方向の端部を支持する支持部３６Ｂとが一体化された構成とされている。結合部３６Ａは、車両幅方向外側に位置する外端部の一例である。支持部３６Ｂは、車両幅方向内側に位置する内端部の一例である。なお、図２では、スポット溶接の箇所を×印で示している。

｛結合部｝
図２に示すように、ガセット３６の結合部３６Ａは、ルーフサイドレール１６の傾斜部４６Ｂにスポット溶接により結合された板状の第１結合部３６Ｃと、縦壁部４６Ｃにスポット溶接により結合された板状の第２結合部３６Ｄとで形成されている。第１結合部３６Ｃは、支持部３６Ｂの車両上下方向の下端から車両下方側へ向けて張出されている。第２結合部３６Ｄは、支持部３６Ｂの車両前後方向の両端部から車両前後方向の前側及び後側へ張り出されている。第１結合部３６Ｃ及び第２結合部３６Ｄは繋がっており、車両幅方向に見てＵ字状に形成されている。

｛支持部｝
図５に示すように、ガセット３６の支持部３６Ｂは、２つの第２膨出部３６Ｅと、２つの第２膨出部３６Ｅの間に形成された１つの第２突出部３６Ｆと、第２膨出部３６Ｅの車両前後方向の両端部から張り出された２つの第２フランジ部３６Ｇとを備えている。

（第２膨出部）
図５に示すように、第２膨出部３６Ｅは、第１ルーフＲ／Ｆ３２と接触する面Ｎ（図示の一点鎖線Ｎ）を基準面として、車両下方側へ膨出された部位である。また、１つの第２膨出部３６Ｅは、車両幅方向に見て逆台形状に形成されている。さらに、第２膨出部３６Ｅの車両上下方向の下端には、車両前後方向及び車両幅方向に沿った底部３６Ｈが形成されている。

底部３６Ｈには、車両上下方向に貫通した貫通孔３６Ｉが形成されている。本実施形態では、一例として、貫通孔３６Ｉが各底部３６Ｈに２箇所ずつ形成されている。つまり、貫通孔３６Ｉは、各底部３６Ｈの車両幅方向（図５の奥行方向）に間隔をあけて２箇所ずつ形成されている。また、貫通孔３６Ｉの大きさは、第１ボルト５６の軸部を挿入可能な大きさとされている。なお、図２に示すように、底部３６Ｈには、車両上下方向に貫通した貫通孔３６Ｎが形成されている。貫通孔３６Ｎは、溶接等の作業時に使用される孔である。

さらに、図５に示すように、第２膨出部３６Ｅは、傾斜部３６Ｊと、傾斜部３６Ｋとを備えている。傾斜部３６Ｊは、底部３６Ｈの車両前後方向の端部から斜め上方へ延び、第２突出部３６Ｆと共有されている。傾斜部３６Ｋは、底部３６Ｈの傾斜部３６Ｊ側とは反対側の端部から斜め上方へ延び、傾斜部３６Ｊよりも傾斜部分が長くなっている。

（第２突出部）
図５に示すように、第２突出部３６Ｆは、底部３６Ｈを基準として、底部３６Ｈから車両上方側へ突出された部位である。また、第２突出部３６Ｆは、車両幅方向に見て台形状に形成されている。さらに、第２突出部３６Ｆは、既述のように、第２膨出部３６Ｅと共有する傾斜部３６Ｊと、台形の上底となる上底部３６Ｌとを有する。上底部３６Ｌの車両上下方向の高さ位置は、後述する第２フランジ部３６Ｇの車両上下方向の高さ位置よりも低い位置となっている。

（第２フランジ部）
図５に示すように、第２フランジ部３６Ｇは、傾斜部３６Ｋの車両上下方向の上端から車両前後方向の前側及び後側に車両前後方向に沿って張り出された板状部である。また、各第２フランジ部３６Ｇには、車両上下方向に貫通した貫通孔３６Ｍが形成されている。貫通孔３６Ｍの大きさは、第２ボルト５８の軸部を挿入可能な大きさとされている。さらに、車両前後方向における一方の第２フランジ部３６Ｇの端部から他方の第２フランジ部３６Ｇの端部までの長さは、第１ルーフＲ／Ｆ３２及び第２ルーフＲ／Ｆ３４の車両前後方向の長さと略同一の長さとされている。

なお、ガセット３６をセンタピラー２４（図１参照）に対して車両前後方向の前側又は後側にオフセットした位置に配設してもよい。また、ガセット３６を第１ルーフＲ／Ｆ３２及び第２ルーフＲ／Ｆ３４に合わせて、車両前後方向に間隔をあけて複数配設してもよい。

ここで、図２に示すように、ガセット３６の結合部３６Ａは、ルーフサイドレールインナパネル４６の傾斜部４６Ｂ及び縦壁部４６Ｃにスポット溶接により結合されている。また、第１ルーフＲ／Ｆ３２は、第１膨出部３２Ａと第２膨出部３６Ｅ、第１突出部３２Ｂと第２突出部３６Ｆ、及び第１フランジ部３２Ｃと第２フランジ部３６Ｇを接触させた状態で、ガセット３６の車両上方側に重ねられている。

さらに、第２ルーフＲ／Ｆ３４は、第１ルーフＲ／Ｆ３２のガセット３６側とは反対側（車両上方側）に重ねられている。そして、ガセット３６及び第１ルーフＲ／Ｆ３２が、第１ボルト５６で共締めされると共に、ガセット３６、第１ルーフＲ／Ｆ３２、及び第２ルーフＲ／Ｆ３４が、第２ボルト５８で共締めされている。

＜車両上部構造の組み付け＞
図３に示すように、車両上部構造３０の組み付けを行う前に、第１ルーフＲ／Ｆ３２に車両上方側から第２ルーフＲ／Ｆ３４を重ねて結合（接合）する。本実施形態では一例として、スポット溶接によって第１ルーフＲ／Ｆ３２と第２ルーフＲ／Ｆ３４とを結合する。なお、スポット溶接部の図示は省略している。また、第１ルーフＲ／Ｆ３２にルーフパネル１４をマスチック接着剤等によって結合（接着）する。なお、図３では、スポット溶接の箇所を×印で示している。

一方、ガセット３６の結合部３６Ａを、ルーフサイドレールインナパネル４６の傾斜部４６Ｂ及び縦壁部４６Ｃにスポット溶接により結合する。

続いて、接合されたルーフパネル１４、第１ルーフＲ／Ｆ３２、及び第２ルーフＲ／Ｆ３４をガセット３６の車両上下方向の上面に載せて位置決めする。これにより、第２膨出部３６Ｅ及び第２フランジ部３６Ｇが、第１膨出部３２Ａ及び第１フランジ部３２Ｃに車両下方側から重ねられると共に、第２突出部３６Ｆが、車両下方側から第１突出部３２Ｂに重ねられる。

そして、ガセット３６が、ルーフサイドレール１６と、第１ルーフＲ／Ｆ３２及び第２ルーフＲ／Ｆ３４の車両幅方向の端部とに跨って配置される。このとき、ルーフパネル１４のフランジ部１４Ａは、第２ルーフＲ／Ｆ３４の延出部３４Ｂを挟んでサイドアウタパネル４２の端部の上面に重ね合わされる。そして、延出部３４Ｂは、ルーフサイドレール１６に支持される。この状態で、ルーフパネル１４のフランジ部１４Ａ、第２ルーフＲ／Ｆ３４の延出部３４Ｂ、サイドアウタパネル４２の端部、及びルーフサイドレールアウタパネル４４の上端部４４Ａが溶接される。

続いて、図５に示すように、ガセット３６の車両下方側から、ウェルドナット３２Ｆに第１ボルト５６が締結されると共に、ウェルドナット３４Ｄに第２ボルト５８が締結される。ガセット３６は、具体的に、車両前後方向で第１フランジ部３２Ｃに２箇所締結されると共に、車両前後方向で第１突出部３２Ｂを間にして、第１膨出部３２Ａに２箇所で締結される。

なお、ガセット３６は、一例として、各第１膨出部３２Ａの車両幅方向にも２箇所（合計４箇所）締結される。これにより、ガセット３６、第１ルーフＲ／Ｆ３２、及び第２ルーフＲ／Ｆ３４が重なった状態で結合され、第１ルーフＲ／Ｆ３２及び第２ルーフＲ／Ｆ３４がガセット３６に支持されて、車両上部構造３０が形成される。

[対比例]
図６には、本実施形態に対する対比例の車両上部構造２００を車両幅方向に見た縦断面図が示されている。対比例の車両上部構造２００は、本実施形態の第１ルーフＲ／Ｆ３２、第２ルーフＲ／Ｆ３４、及びガセット３６（図５参照）に換えて、第１ルーフＲ／Ｆ２０２、第２ルーフＲ／Ｆ２０４、及びガセット２０６が設けられている。

第１ルーフＲ／Ｆ２０２は、本実施形態の第１ルーフＲ／Ｆ３２（図５参照）に対して、第１フランジ部３２Ｃに貫通孔３２Ｊが形成されていない点が異なり、他の構成は同様となっている。第２ルーフＲ／Ｆ２０４は、本実施形態の第２ルーフＲ／Ｆ３４（図５参照）に対して、貫通孔３４Ｃが形成されていない点が異なり、他の構成は同様となっている。ガセット２０６は、本実施形態のガセット３６（図５参照）に対して、貫通孔３６Ｍが形成されていない点が異なり、他の構成は同様となっている。即ち、対比例の車両上部構造２００は、第１フランジ部３２Ｃ、第２フランジ部３６Ｇ、及び第２ルーフＲ／Ｆ３４が、ボルトで締結されていない。

ここで、対比例の車両上部構造２００では、車両側面への衝突時（側面衝突時）、図示しないルーフサイドレールを経由して第１ルーフＲ／Ｆ２０２、第２ルーフＲ／Ｆ２０４、及びガセット２０６に荷重が入力される。

しかし、対比例の車両上部構造２００では、既述のように、第１フランジ部３２Ｃ、第２フランジ部３６Ｇ、及び第２ルーフＲ／Ｆ３４が、ボルトで締結されていない。このため、第１ルーフＲ／Ｆ２０２、第２ルーフＲ／Ｆ２０４、及びガセット２０６に荷重が入力されたとき、腹面の稜線Ａのみで荷重が伝達される。この結果、局所的に作用する荷重が大きくなって、図６の二点鎖線で示すように、第１フランジ部３２Ｃ及び第２フランジ部３６Ｇが、車両前後方向の前側及び後側へ開くように断面変形してしまう。

即ち、対比例の車両上部構造２００では、第１ルーフＲ／Ｆ２０２、第２ルーフＲ／Ｆ２０４、及びガセット２０６の車両前後方向に沿った断面形状が崩れることになる。この変形により、対比例の車両上部構造２００では、ガセット３６から第１ルーフＲ／Ｆ２０２及び第２ルーフＲ／Ｆ２０４へ荷重が伝達し難い部位が生じ、車両上部の変形を抑制し難い可能性がある。

＜作用並びに効果＞
次に、本実施形態の車両上部構造３０の作用並びに効果について説明する。

図３に示すように、車両１０の車体側部に車両１０の側方から荷重Ｆが入力されると、当該荷重Ｆは、センタピラー２４からルーフサイドレール１６へ伝達された後、ルーフサイドレール１６に結合されたガセット３６に入力される。

ここで、図５に示すように、車両上部構造３０では、第１ルーフＲ／Ｆ３２とガセット３６について、第１膨出部３２Ａと第２膨出部３６Ｅが第１ボルト５６で結合され、第１フランジ部３２Ｃと第２フランジ部３６Ｇが第２ボルト５８で結合されている。このため、ガセット３６に荷重が入力されたとき、腹面の稜線Ａだけでなく、第１フランジ部３２Ｃ及び第２フランジ部３６Ｇの稜線Ｂでも荷重が伝達される。なお、腹面の稜線Ａとは、図５における第１膨出部３２Ａ、第１突出部３２Ｂ、第２膨出部３６Ｅ、第２突出部３６Ｆの各頂点に相当する。また、稜線Ｂとは、第１フランジ部３２Ｃと傾斜部３２Ｈとの稜線、及び第２フランジ部３６Ｇと傾斜部３６Ｋとの稜線である。

このように、車両上部構造３０では、稜線Ａだけでなく稜線Ｂでも荷重が伝達される。即ち、車両上部構造３０において、入力された荷重（衝突荷重）は、第１ルーフＲ／Ｆ３２及びガセット３６の車両前後方向に沿った全断面で伝達されるので、既述の対比例に比べて、局所的に作用する荷重が大きくなることが抑制される。そして、第１ルーフＲ／Ｆ３２及びガセット３６の車両前後方向に沿った断面形状が崩れることが抑制される。これにより、車両上部構造３０では、第１ルーフＲ／Ｆ３２及びガセット３６に対して効率良く荷重が伝達されるので、側面衝突時に車両上部１２の変形を抑制することができる。

また、車両上部構造３０では、第１ボルト５６及び第２ボルト５８による締結部位以外の部位で第１突出部３２Ｂと第２突出部３６Ｆが重なっているので、第１ルーフＲ／Ｆ３２とガセット３６との結合強度が向上する。これにより、第１ルーフＲ／Ｆ３２及びガセット３６に伝達される荷重の上限を上げることができる。さらに、第１ルーフＲ／Ｆ３２とガセット３６との接触面積が増加するので、第１ルーフＲ／Ｆ３２及びガセット３６における荷重（衝突荷重）の伝達効率を向上させることができる。

加えて、図２に示すように、車両上部構造３０では、ガセット３６が、車両前後方向及び車両幅方向に並んだ４本の第１ボルト５６と、車両幅方向に並んだ２本の第２ボルト５８とにより、第１ルーフＲ／Ｆ３２に締結されている。これにより、第１膨出部３２Ａと第２膨出部３６Ｅとを１本のボルトで締結する構造に比べて、締結箇所が多くなるので、第１ルーフＲ／Ｆ３２とガセット３６との締結部位の結合強度を増加させることができる。

また、図５に示す車両上部構造３０では、既述のように、第１ルーフＲ／Ｆ３２とガセット３６が、第１ボルト５６により共締めされる。さらに、第１ルーフＲ／Ｆ３２と第２ルーフＲ／Ｆ３４が重なった厚肉の部位で、ガセット３６が第２ボルト５８により共締めされる。これにより、第２ボルト５８で締結される締結部位の厚みが増加するので、ガセット３６、第１ルーフＲ／Ｆ３２、及び第２ルーフＲ／Ｆ３４の締結部位の結合強度を増加させることができる。また、第１ルーフＲ／Ｆ３２と第２ルーフＲ／Ｆ３４とで閉断面が形成されるので、第１ルーフＲ／Ｆ３２及びガセット３６に伝達される荷重の上限を上げることができる。

さらに、図３に示す車両上部構造３０では、ルーフパネル１４の車両幅方向の端部と延出部３４Ｂとが、サイドアウタパネル４２を介してルーフサイドレール１６に結合されている。ここで、延出部３４Ｂに段差部３４Ｅが形成されているので、第２ルーフＲ／Ｆ３４（本体部３４Ａ）の車両幅方向の端部が、延出部３４Ｂに対して車両上下方向の下方側にオフセット配置される。これにより、第２ルーフＲ／Ｆ３４とルーフパネル１４との間の空間が広がるので、第２ルーフＲ／Ｆ３４とルーフパネル１４との間に締結用部材としてのウェルドナット３４Ｄの配設場所を確保することができる。

加えて、図３に示す車両上部構造３０では、一対のセンタピラー２４間に第１ルーフＲ／Ｆ３２及び第２ルーフＲ／Ｆ３４を配設している。このため、第１ルーフＲ／Ｆ３２及び第２ルーフＲ／Ｆ３４をセンタピラー２４に対して車両前後方向にオフセット配置した構造に比べて、センタピラー２４から第１ルーフＲ／Ｆ３２及び第２ルーフＲ／Ｆ３４までの距離が短くなる。これにより、車両上部構造３０では、車両１０の車体側部に荷重が入力されたとき、センタピラー２４からガセット３６を介して、第１ルーフＲ／Ｆ３２及び第２ルーフＲ／Ｆ３４に効率良く荷重を伝達させることができる。この結果、センタピラー２４が車両幅方向の内側へ倒れ込むのを抑制することができ、車室１３内の空間を確保することができる。

また、車両上部構造３０では、ガセット３６に第１ルーフＲ／Ｆ３２及び第２ルーフＲ／Ｆ３４を載せて、車両下方側から第１ボルト５６及び第２ボルト５８を締結する構造となっている。これにより、車両上部構造３０では、予めルーフパネル１４と、第１ルーフＲ／Ｆ３２及び第２ルーフＲ／Ｆ３４とをサブアッセンブリ化しておくことができるので、車両１０の生産性を下げることなく、効率良く荷重を伝達させることができる。

さらに、車両上部構造３０では、第１ルーフＲ／Ｆ３２及び第２ルーフＲ／Ｆ３４と、ガセット３６との結合を第１ボルト５６及び第２ボルト５８で行っている。このため、車両１０を組み付ける場所に溶接の設備が無い場合でも、サブアッセンブリ化されたルーフパネル１４、第１ルーフＲ／Ｆ３２、及び第２ルーフＲ／Ｆ３４と、予めルーフサイドレール１６に溶接したガセット３６とをボルトで締結するだけでよい。これにより、溶接の設備の有無に関わらず車両上部構造３０を組み付けることができる。

（変形例）
図７には、変形例に係る車両上部構造７０が示されている。車両上部構造７０は、図１に示す実施形態に係る車両１０において、車両上部構造３０（図１参照）に換えて設けられている。なお、車両上部構造３０と同様の構成については、同じ符号を付して説明を適宜省略する。同様の構成とは、一部の長さや形状が異なるものの、基本的な機能が同様である構成を含む概念である。

また、図７において、車両上部構造７０を車両前後方向に見て、ハッチングで示した断面の部位とは車両前後方向にずれて存在する部位及び部材については、二点鎖線で示している。車両上部構造７０は、一例として、車両１０の車両幅方向で左右対称とされているため、ここでは左側の車両上部構造７０について説明し、右側の車両上部構造７０の説明を省略する。

車両上部構造７０は、ルーフサイドレール１６と、ルーフリインフォースメントとしての第１ルーフリインフォースメント７４及び第２ルーフリインフォースメント７６と、ガセット７８とを有している。なお、第１ルーフリインフォースメント７４は、以下、「第１ルーフＲ／Ｆ７４」と称し、第２ルーフリインフォースメント７６は、以下、「第２ルーフＲ／Ｆ７６」と称する。

車両上部構造７０では、ルーフサイドレールアウタパネル４４の下端部が、センタピラー２４の一部を構成するセンタピラーインナパネル７２の車両上下方向の上部に溶接で結合されている。また、ルーフサイドレールアウタパネル４４の上端部４４Ａは、サイドアウタパネル４２に溶接で結合されている。ルーフサイドレールインナパネル４６の下端部４６Ａは、センタピラーインナパネル７２の車両上下方向の上部に溶接で結合されている。また、ルーフサイドレールインナパネル４６の縦壁部４６Ｃの上端は、ルーフサイドレールアウタパネル４４の上端部４４Ａに溶接で結合されている。このようにして、ルーフサイドレール１６は、閉断面を形成している。

第１ルーフＲ／Ｆ７４は、一例として、車両幅方向に見た断面形状が第１ルーフＲ／Ｆ３２（図５参照）と同様の形状とされており、第１フランジ部３２Ｃ及び底部３２Ｄを有している。また、第１ルーフＲ／Ｆ７４は、車両幅方向に延びている。さらに、第１ルーフＲ／Ｆ７４の車両幅方向外端部には、車両上下方向に貫通した貫通孔３２Ｅが形成されている。加えて、貫通孔３２Ｅの周縁部には、ウェルドナット３２Ｆが一体で形成されている。

第２ルーフＲ／Ｆ７６は、一例として、車両上下方向を板厚方向として配置され車両幅方向に延びる板材で構成されている。また、第２ルーフＲ／Ｆ７６の車両幅方向外端部には、車両上下方向に貫通した図示しない貫通孔が形成されている。さらに、該貫通孔の周縁部には、ウェルドナット３４Ｄが一体で形成されている。

ガセット７８は、一例として、車両幅方向に見た断面形状がガセット３６（図５参照）と同様の形状とされており、車両幅方向に沿って延びる第２フランジ部３６Ｇ及び底部３６Ｈを有している。また、ガセット７８には、車両前後方向に見て、底部３６Ｈの車両幅方向外端部から車両上下方向下側へ向けて延びる縦壁部７８Ａが形成されている。さらに、ガセット７８の底部３６Ｈには、車両上下方向に貫通した貫通孔３６Ｉが形成されている。

ガセット７８の縦壁部７８Ａは、一例として、ルーフサイドレールインナパネル４６の縦壁部４６Ｃの車両幅方向内側で且つ車両上下方向中央部よりも下側に溶接で結合されている。なお、ガセット７８の縦壁部７８Ａの車両上下方向下端の位置を位置Ｃ（点Ｃで示す）とする。また、傾斜部４６Ｂの車両上下方向中央の位置を位置Ｄ（点Ｄで示す）とする。位置Ｃは、縦壁部４６Ｃ上で設定される場合に限らず、傾斜部４６Ｂ上の位置Ｄに設定されてもよい。即ち、ガセット７８の縦壁部７８Ａをルーフサイドレールインナパネル４６の傾斜部４６Ｂまで延ばしてもよい。

ここで、車両上部構造７０の組み付けでは、ルーフサイドレール１６にガセット７８の縦壁部７８Ａが溶接で結合される。続いて、接合されたルーフパネル１４、第１ルーフＲ／Ｆ７４、及び第２ルーフＲ／Ｆ７６が、ガセット７８の車両上下方向の上面に載せられ位置決めされる。そして、ガセット７８の底部３６Ｈと第１ルーフＲ／Ｆ７４の底部３２Ｄとが、車両上下方向に重ねられた状態で下側から第１ボルト５６により共締めされる。さらに、ガセット７８の第２フランジ部３６Ｇ、第１ルーフＲ／Ｆ７４の第１フランジ部３２Ｃ、及び第２ルーフＲ／Ｆ７６が、車両上下方向に重ねられた状態で下側から第２ボルト５８により共締めされる。

車両上部構造７０では、底部３６Ｈが底部３２Ｄに締結され第２フランジ部３６Ｇが第１フランジ部３２Ｃに締結されることで、入力された衝突荷重が第１ルーフＲ／Ｆ７４、第２ルーフＲ／Ｆ７６、及びガセット７８の車両前後方向に沿った全断面で伝達される。そして、第１ルーフＲ／Ｆ７４、第２ルーフＲ／Ｆ７６、及びガセット７８の車両前後方向に沿った断面形状が崩れることが抑制される。これにより、車両上部構造７０では、第１ルーフＲ／Ｆ７４、第２ルーフＲ／Ｆ７６、及びガセット７８に対して効率良く荷重が伝達されるので、側面衝突時に車両上部１２の変形を抑制することができる。

また、車両上部構造７０では、車両上部構造３０（図３参照）に比べて、第１ルーフＲ／Ｆ７４及び第２ルーフＲ／Ｆ７６が車両上下方向上側に配置される。そして、第１ルーフＲ／Ｆ７４及び第２ルーフＲ／Ｆ７６が車両上下方向上側に配置されることに合わせて、ガセット７８の底部３６Ｈが、ルーフサイドレールインナパネル４６の縦壁部４６Ｃの車両上下方向中央部から車両幅方向内側へ延出する。このように、車両上部構造７０では、第１ルーフＲ／Ｆ７４及び第２ルーフＲ／Ｆ７６が車両上下方向上側に配置されることで、車室１３の空間を増加させることができる。

（他の変形例）
なお、本実施形態では、車両上部構造３０、７０について、車両幅方向の両側で同様の結合構造を適用したが、これに限らず、車両幅方向の一方側と他方側とで異なる結合構造を適用してもよい。例えば、車両幅方向の一方側では、レーザ溶接又はスポット溶接によって各部材を結合し、車両幅方向の他方側では、ボルト及びナットによって各部材を結合してもよい。

また、車両上部構造３０において、第１膨出部３２Ａ及び第２膨出部３６Ｅの車両前後方向の数は、２つに限らず、１つ又は３つ以上の複数であってもよい。さらに、第１突出部３２Ｂ及び第２突出部３６Ｆの車両幅方向の数は、１つに限らず、２つ以上の複数であってもよい。加えて、第１突出部３２Ｂ及び第２突出部３６Ｆが形成されていない構造であってもよい。

また、車両上部構造３０において、第１ボルト５６の数は、車両前後方向で２つに限らず、３つ以上の複数であってもよい（第１フランジ部３２Ｃ及び第２フランジ部３６Ｇの車両前後方向の前側と後側で第１ボルト５６の数が異なっていてもよい）。さらに、第１ボルト５６の数は、車両幅方向で１つに限らず、２つ以上の複数であってもよい。

加えて、車両上部構造３０において、第２ボルト５８の数は、車両前後方向で２つに限らず１つであってもよく、あるいは、３つ以上の複数であってもよい。さらに、第２ボルト５８の数は、車両幅方向で２つに限らず、１つであってもよく、あるいは、３つ以上の複数であってもよい。

また、車両上部構造３０において、第２ルーフＲ／Ｆ３４が設けられていない構造であってもよい。

以上、本発明の実施形態及び変形例に係る車両上部構造について説明したが、これらの実施形態及び変形例を適宜組み合わせて用いても良いし、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。

１０ 車両
１３ 車室
１４ ルーフパネル
１６ ルーフサイドレール
３０ 車両上部構造
３２ 第１ルーフリインフォースメント（ルーフリインフォースメント）
３２Ａ 第１膨出部
３２Ｂ 第１突出部
３２Ｃ 第１フランジ部
３２Ｄ 底部
３４ 第２ルーフリインフォースメント（ルーフリインフォースメント）
３４Ｂ 延出部
３４Ｄ ウェルドナット（締結部材）
３４Ｅ 段差部
３６ ガセット
３６Ａ 結合部（外端部）
３６Ｂ 支持部（内端部）
３６Ｅ 第２膨出部
３６Ｆ 第２突出部
３６Ｇ 第２フランジ部
３６Ｈ 底部
５８ 第２ボルト（締結部材）
７０ 車両上部構造
７４ 第１ルーフリインフォースメント（ルーフリインフォースメント）
７６ 第２ルーフリインフォースメント（ルーフリインフォースメント）
７８ ガセット

Claims (3)

1. 車両前後方向に延在されたルーフサイドレールと、
   車両下方側へ膨出された第１膨出部、及び該第１膨出部から車両前後方向に張り出された第１フランジ部を備え、前記ルーフサイドレールよりも車室内側で車両幅方向に延在されたルーフリインフォースメントと、
   前記ルーフサイドレールと、前記ルーフリインフォースメントの車両幅方向の端部とに跨って配置されると共に、車両幅方向内側の内端部に車両下方側へ膨出された第２膨出部及び該第２膨出部から車両前後方向に張り出された第２フランジ部を備え、車両幅方向外側の外端部が前記ルーフサイドレールに結合されると共に、前記第２膨出部及び前記第２フランジ部が、前記第１膨出部及び前記第１フランジ部に車両下方側からそれぞれ重ねられて締結されたガセットと、
   を有し、
   前記ルーフリインフォースメントは、
   前記第１膨出部及び前記第１フランジ部を備え前記ガセットに車両上方側から重ねられた第１ルーフリインフォースメントと、
   前記第１ルーフリインフォースメントに車両上方側から重ねられて前記第１ルーフリインフォースメントとで閉断面を形成する第２ルーフリインフォースメントと、を有し、
   前記第１フランジ部、前記第２フランジ部、及び前記第２ルーフリインフォースメントが共締めされ、
   前記第２ルーフリインフォースメントの車両上方側にはルーフパネルが設けられ、
   前記第２ルーフリインフォースメントの車両幅方向の端部には、車両前後方向に間隔をあけて形成され、前記ルーフサイドレールに向けて延びると共に前記ルーフサイドレールに支持される２つの延出部が形成され、
   ２つの前記延出部には、前記第２ルーフリインフォースメントの車両上下方向における高さを前記延出部の車両上下方向における高さよりも低くする段差部が形成されており、
   前記第１ルーフリインフォースメント、前記第２ルーフリインフォースメント、及び前記ガセットを締結する締結部材が、車両下方側から締結されている車両上部構造。
2. 前記ルーフリインフォースメントには、前記第１膨出部の底部から車両上方側へ突出された第１突出部が形成され、
   前記ガセットには、前記第２膨出部の底部から車両上方側へ突出され、車両下方側から前記第１突出部と重なる第２突出部が形成されている請求項１に記載の車両上部構造。
3. 前記ガセットは、車両前後方向で前記第１フランジ部に少なくとも２箇所以上締結されると共に、車両前後方向で前記第１突出部を間にして前記第１膨出部に少なくとも２箇所以上で締結されている請求項２に記載の車両上部構造。

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