JP7205311B2 - 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。

従来、車両の側部に他の車両が衝突（すなわち側突）されたときにルーフで大きな荷重に耐えるために、ルーフの補強材として、一対のルーフサイドレール間に架橋されたルーフレインが設けられている。

近年、ルーフパネルに透光性をもたせるためやルーフレインを無くしてルーフの意匠性を向上するためなどの種々の要求により、ルーフレイン以外の手段で補強されたルーフ構造が求められている。そこで、ルーフレインがない構造として、例えば特許文献１記載のルーフ構造などが提案されている。

特許文献１記載のルーフ構造は、図５～６に示されるように、車体のルーフの外周に中空枠状フレーム５１を備えている。この中空枠状フレーム５１は、中空の矩形断面の枠体であり、車体上端のフロントヘッダ５２、リヤヘッダ５３、および一対のルーフサイドレール５４のそれぞれの上端に載置された状態でこれらルーフサイドレール５４等に溶接されている。この中空枠状フレーム５１がルーフレインの代わりにルーフの補強を行っている。

実用新案登録第３１９４８４６号公報

しかし、特許文献１の車両のルーフ構造では、中空枠状フレーム５１はルーフサイドレール５４に対して上下方向に溶接されているので、車両側突時にルーフサイドレール５４に大きな荷重がかかったときには中空枠状フレーム５１との溶接部分に大きなせん断力が作用して溶接部分が破壊され、中空枠状フレーム５１へ荷重が伝達されなくなるおそれがある。この場合、車両の側突性能を維持することが困難になる。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、ルーフレインを設けなくても車両の側突性能を維持することが可能な車両のルーフ構造を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明の請求項１に係る車両のルーフ構造は、車両のルーフを構成するルーフ構造であって、車体の幅方向に離間して配置され、前記ルーフの側部の骨格をそれぞれ構成する一対のルーフサイドレールと、前記車体の前後方向に離間して配置され、前記ルーフの前端部および後端部の骨格をそれぞれ構成するフロントヘッダおよびリヤヘッダと、前記一対のルーフサイドレール、前記フロントヘッダ、および前記リヤヘッダによって形成された開口部を覆うルーフパネルと、前記ルーフパネルの周縁に接合されて当該ルーフパネルを支持する環状フレームとを備え、前記環状フレームは、前記ルーフパネルよりも高い剛性を有し、前記開口部の内側に配置され、前記一対のルーフサイドレール、前記フロントヘッダおよび前記リヤヘッダに結合され、前記環状フレームは、前記ルーフパネルの周縁の面に沿って延びて当該周縁に接合されたパネル接合部と、当該パネル接合部から前記車体の上下方向に延びる縦板部とを含む断面形状を有する本体部を有し、前記本体部は、一対の前記パネル接合部と一対の前記縦板部とによって形成された中空の閉断面形状を有することを特徴とする。
本発明の請求項２に係る車両のルーフ構造は、車両のルーフを構成するルーフ構造であって、車体の幅方向に離間して配置され、前記ルーフの側部の骨格をそれぞれ構成する一対のルーフサイドレールと、前記車体の前後方向に離間して配置され、前記ルーフの前端部および後端部の骨格をそれぞれ構成するフロントヘッダおよびリヤヘッダと、前記一対のルーフサイドレール、前記フロントヘッダ、および前記リヤヘッダによって形成された開口部を覆うルーフパネルと、前記ルーフパネルの周縁に接合されて当該ルーフパネルを支持する環状フレームとを備え、前記環状フレームは、前記ルーフパネルよりも高い剛性を有し、前記開口部の内側に配置され、前記一対のルーフサイドレール、前記フロントヘッダおよび前記リヤヘッダに結合され、前記環状フレームは、前記一対のルーフサイドレール、前記フロントヘッダ、および前記リヤヘッダのそれぞれに締結される締結部をさらに備え、前記ルーフサイドレールは、前記開口部の内側に突出するフランジ部を有し、前記締結部は、前記フランジ部に締結され、前記ルーフパネルは、前記締結部まで延びて当該締結部に締結された側縁部を有し、前記側縁部および前記締結部は、前記ルーフサイドレールの前記フランジ部に締結されることを特徴とする。
本発明の請求項３に係る車両のルーフ構造は、車両のルーフを構成するルーフ構造であって、車体の幅方向に離間して配置され、前記ルーフの側部の骨格をそれぞれ構成する一対のルーフサイドレールと、前記車体の前後方向に離間して配置され、前記ルーフの前端部および後端部の骨格をそれぞれ構成するフロントヘッダおよびリヤヘッダと、前記一対のルーフサイドレール、前記フロントヘッダ、および前記リヤヘッダによって形成された開口部を覆うルーフパネルと、前記ルーフパネルの周縁に接合されて当該ルーフパネルを支持する環状フレームとを備え、前記環状フレームは、前記ルーフパネルよりも高い剛性を有し、前記開口部の内側に配置され、前記一対のルーフサイドレール、前記フロントヘッダおよび前記リヤヘッダに結合され、前記環状フレームは、前記ルーフパネルの周縁の面に沿って延びて当該周縁に接合されたパネル接合部と、当該パネル接合部から前記車体の上下方向に延びる縦板部とを含む断面形状を有する本体部を有し、前記環状フレームは、前記一対のルーフサイドレール、前記フロントヘッダ、および前記リヤヘッダのそれぞれに締結される締結部をさらに備え、前記ルーフサイドレールは、前記開口部の内側に突出するフランジ部を有し、 前記締結部は、前記フランジ部に締結され、前記ルーフパネルは、前記締結部まで延びて当該締結部に締結された側縁部を有し、前記側縁部および前記締結部は、前記ルーフサイドレールの前記フランジ部に締結され、前記ルーフパネルが前記環状フレームにおける前記本体部の前記パネル接合部に接合される部分と前記側縁部が前記締結部に締結している部分との間には、前記ルーフパネルと前記環状フレームによって閉断面の空間が形成されていることを特徴とする。

上記の請求項１～３に係る車両のルーフ構造では、ルーフパネルの周縁に接合されて当該ルーフパネルを支持する環状フレームは、高剛性を有し、一対のルーフサイドレール、フロントヘッダ、およびリヤヘッダによって形成された開口部の内側に配置された状態で、一対のルーフサイドレール、フロントヘッダおよびリヤヘッダに結合されている。これにより、車両の側方に他の車両が衝突（すなわち側突）されたときでも、ルーフサイドレールが受ける荷重を開口部内側の環状フレームに確実に伝達し、高剛性の環状フレームおよびルーフパネルによって荷重に耐えることが可能である。したがって、一対のルーフサイドレール間に架橋されたルーフレインを設けなくても車両の側突性能を維持することが可能である。

上記の請求項１および請求項３に係る車両のルーフ構造では、前記環状フレームは、前記ルーフパネルの周縁の面に沿って延びて当該周縁に接合されたパネル接合部と、当該パネル接合部から前記車体の上下方向に延びる縦板部とを含む断面形状を有する本体部を有する。

かかる構成により、環状フレームの本体部は、前記ルーフパネルの周縁の面に沿って延びるパネル接合部と上下方向に延びる縦板部とを含む断面形状を有しているので、ねじりや曲げに強い断面形状の環状フレームが得られる。

上記の請求項１に係る車両のルーフ構造では、前記本体部は、一対の前記パネル接合部と一対の前記縦板部とによって形成された中空の閉断面形状を有する。

かかる構成により、環状フレームの剛性をより高くすることができるとともに、環状フレームの軽量化が可能になる。
上記の請求項２および３に係る車両のルーフ構造では、前記環状フレームは、前記一対のルーフサイドレール、前記フロントヘッダ、および前記リヤヘッダのそれぞれに締結される締結部をさらに備える。
かかる構成により、車両衝突時に前記一対のルーフサイドレール、前記フロントヘッダ、および前記リヤヘッダから締結部を介して環状フレームへ確実に荷重伝達でき、高剛性の環状フレームおよびルーフパネルによってより確実に車両衝突時の荷重に耐えることが可能である。
上記の請求項２および３に係る車両のルーフ構造では、前記ルーフサイドレールは、前記開口部の内側に突出するフランジ部を有し、前記締結部は、前記フランジ部に締結されている。
かかる構成により、車両側突時にルーフサイドレールにかかる荷重はフランジ部および締結部を介して環状フレームに確実に伝達することが可能である。
上記の請求項２および３に係る車両のルーフ構造では、前記ルーフパネルは、前記締結部まで延びて当該締結部に締結された側縁部を有し、前記側縁部および前記締結部は、前記ルーフサイドレールの前記フランジ部に締結される。
かかる構成により、ルーフパネルの側縁部および前記環状フレームの締結部の両方がルーフサイドレールのフランジ部に締結されているので、車両衝突時にルーフサイドレールが受ける荷重を環状フレームの本体部を介さずにルーフサイドレール直接伝達することが可能になり、荷重を環状フレームおよびルーフパネルの両方に確実に分散して受けることが可能になる。
上記の請求項３に係る車両のルーフ構造では、前記ルーフパネルが前記環状フレームにおける前記本体部の前記パネル接合部に接合される部分と前記側縁部が前記締結部に締結している部分との間には、前記ルーフパネルと前記環状フレームによって閉断面の空間が形成されている。
かかる構成により、前記ルーフパネルが前記環状フレームの前記本体部の前記パネル接合部に接合される部分と前記側縁部が前記締結部に締結している部分との間には、ルーフパネルと環状フレームによって閉断面の空間が形成されている。この閉断面の空間を取り囲む部分によって締結部の周囲が補強されることにより、締結部の周囲において剛性を向上することが可能である。また、この閉断面の空間を有していることにより、ルーフサイドレールのフランジ部に接合される環状フレームとルーフパネルとの間における組付け誤差を吸収することが可能である。

上記の車両のルーフ構造において、前記環状フレームは、繊維強化樹脂によって形成されているのが好ましい。

環状フレームは、繊維強化樹脂によって形成されているので、スチール製のフレームと比較して軽量でかつ高い剛性を有する。

上記の車両のルーフ構造において、前記本体部は、環状に曲げられた繊維強化樹脂シートからなる環状シート部分を備えており、前記繊維強化樹脂シートは、長繊維からなる複数の強化繊維と、当該複数の強化繊維を覆う合成樹脂とを含み、前記複数の強化繊維は、少なくとも一部が異なる方向に延びるのが好ましい。

かかる構成により、環状シート部分を構成する繊維強化樹脂シートには異なる方向に延びる長繊維からなる複数の強化繊維が含まれており、これらの強化繊維が異なる方向からの荷重を受けることが可能になるので、前記環状フレームは側突を含むあらゆる方向の衝突に対する耐力が得られる。

上記の請求項１に係る車両のルーフ構造において、前記環状フレームは、前記一対のルーフサイドレール、前記フロントヘッダ、および前記リヤヘッダのそれぞれに締結される締結部をさらに備えるのが好ましい。

かかる構成により、車両衝突時に前記一対のルーフサイドレール、前記フロントヘッダ、および前記リヤヘッダから締結部を介して環状フレームへ確実に荷重伝達でき、高剛性の環状フレームおよびルーフパネルによってより確実に車両衝突時の荷重に耐えることが可能である。

上記の車両のルーフ構造において、前記ルーフサイドレールは、前記開口部の内側に突出するフランジ部を有し、前記締結部は、前記フランジ部に締結されているのが好ましい。

かかる構成により、車両側突時にルーフサイドレールにかかる荷重はフランジ部および締結部を介して環状フレームに確実に伝達することが可能である。

上記の車両のルーフ構造において、前記環状フレームの上端は、前記ルーフサイドレールの上端と略同じ高さに位置しており、前記環状フレームの下端は、前記フランジ部より下方に位置しているのが好ましい。

かかる構成により、環状フレームの締結部がルーフサイドレール側のフランジ部に締結されている構成において、環状フレームの上端がルーフサイドレールの上端と略同じ高さに位置するとともに環状フレームの下端がフランジ部より下方に位置するように環状フレームを配置することにより、環状フレームの高さを確保することが可能になり、環状フレームの剛性を向上することが可能である。

上記の車両のルーフ構造において、前記ルーフパネルは、透光性を有するのが好ましい。

かかる構成により、本構成では、一対のルーフサイドレール間を架橋するルーフレインがないので光透過の自由度が広がる。

本発明の車両のルーフ構造によれば、ルーフレインを設けなくても車両の側突性能を維持することができる。

本発明の実施形態に係る車両のルーフ構造の分解斜視図である。 図１のＩＩＩ－ＩＩＩ線断面図である。 図１のＩＩ－ＩＩ線断面図である。 図２～３の環状シート部分を構成する強化繊維シートの構造を示す分解斜視図である。 従来の車両のルーフ構造を示す斜視図である。 図５の中空枠状フレームがルーフサイドレールの上面に溶接されている状態を示す断面図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明の好ましい実施の一形態について詳述する。

本実施形態に係る車両のルーフ構造は、図１に示されるように、車両のルーフ２を構成する構造であって、車体１の幅方向Ｙに離間して配置された一対のルーフサイドレール３と、車体１の前後方向Ｘに離間して配置されたフロントヘッダ４およびリヤヘッダ５と、パネルユニット３０とを備えている。一対のルーフサイドレール３、フロントヘッダ４およびリヤヘッダ５によって、ルーフ２の矩形形状の開口部６が形成され、当該開口部６はパネルユニット３０によって閉塞されている。

一対のルーフサイドレール３は、車体１の幅方向Ｙに離間して配置され、ルーフ２の側部の骨格をそれぞれ構成するように車体１の前後方向Ｘに延びている。両側のルーフサイドレール３はそれぞれ、開口部６の内側に突出するフランジ部１５（図２参照）を有する。

フロントヘッダ４およびリヤヘッダ５は、車体１の前後方向Ｘに離間して配置され、ルーフ２の前端部および後端部の骨格をそれぞれ構成するように車体の１の幅方向Ｙに延びている。フロントヘッダ４およびリヤヘッダ５もそれぞれ、開口部６の内側に突出するフランジ部１５（図３参照）を有する。

パネルユニット３０は、ルーフパネル７および環状フレーム８を備える。

ルーフパネル７は、一対のルーフサイドレール３、フロントヘッダ４、およびリヤヘッダ５によって形成された開口部６を覆うことが可能な構成を有する。

具体的には、本実施形態のルーフパネル７は、車体１の外部に露出するアウタパネル７１と、車体１の内部に位置するインナパネル７２とが環状フレーム８を挟んで上下方向Ｚに離間して配置された二重パネルによって構成されている。

なお、本実施形態では、ルーフパネル７の例としてアウタパネル７１およびインナパネル７２を有する二重パネルを例にあげて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、１枚のルーフパネル、アウタパネル７１のみであってもよい。

ルーフパネル７を構成するアウタパネル７１およびインナパネル７２は、高い剛性（具体的には、高い曲げ剛性およびねじり剛性など）を有する透明または半透明の合成樹脂材料、例えば、ガラス繊維で強化された透明の合成樹脂からなる透明のＦＲＰなどからなり、透光性を有する。また、アウタパネル７１およびインナパネル７２は、車体１の内側を向く内面にそれぞれ、調光および遮熱のためのフィルムが張られていてもよい。さらに、インナパネル７２は、透過光によって所望の色や模様が浮かび上がるような特殊な処理を施されていてもよい。

環状フレーム８は、図１～３に示されるように、ルーフパネル７の周縁に接合されて当該ルーフパネル７を支持することが可能な構成を有する。

環状フレーム８は、ルーフパネル７よりも高い剛性（具体的には、高い曲げ剛性およびねじり剛性など）を有する材料（例えば、炭素繊維で強化された合成樹脂（ＣＦＲＰ）などの繊維強化樹脂）で製造された環状の枠体（具体的には図１に示されるように略矩形形状の枠体）である。環状フレーム８は、図１の車体１の開口部６の内側に配置される。環状フレーム８は、図２～３に示されるように、後述する締結部１３および相手側のルーフサイドレール３等のフランジ部１５を介して、一対のルーフサイドレール３に幅方向Ｙに隣接して結合されているとともに、フロントヘッダ４およびリヤヘッダ５に前後方向Ｘに隣接して結合されている。

図２～３に示されるように、環状フレーム８は、具体的には、本体部９と、本体部９に一体に結合された締結部１３とを備える。

本体部９は、ルーフ２の開口部６の内側に向かう方向（すなわち、幅方向Ｙまたは前後方向Ｘ）に延び、ルーフパネル７のアウタパネル７１およびインナパネル７２の各周縁の面に沿って延びて各周縁に接合された上下一対のパネル接合部１０と、当該パネル接合部１０から車体１の上下方向Ｚに延びる一対の縦板部１１とによって形成された中空閉断面の断面形状を有する。

本体部９の一対のパネル接合部１０は、上下方向Ｚに離間して配置され、アウタパネル７１およびインナパネル７２と高剛性接着剤２６によって強固に接着されている。

締結部１３は、本体部９の外周面からフランジ部１５に向かう方向に突出している。締結部１３は、開口部６の内側に突出するフランジ部１５を介して、一対のルーフサイドレール３、フロントヘッダ４、およびリヤヘッダ５のそれぞれに締結される。締結部１３は、ルーフサイドレール３等から延びるそれぞれのフランジ部１５の上面に上記と同様の高剛性接着剤２６によって接着されている。

本実施形態では、図２に示されるように、環状フレーム８の上端１６は、ルーフサイドレール３の上端３ａと略同じ高さに位置している。さらに、環状フレーム８の下端１７は、フランジ部１５より下方に位置している。これにより、環状フレーム８は、高さを確保して環状フレーム８の剛性を確保することが可能である。

また、本実施形態では、ルーフパネル７のうちアウタパネル７１の側縁部７１ａが締結部１３まで延びて当該締結部１３の上面に重ね合されて締結され、側縁部７１ａおよび締結部１３がルーフサイドレール３のフランジ部１５の上面に重ね合されて締結される。側縁部７１ａと締結部１３との間、および締結部１３とフランジ部１５との間は、それぞれ上記の高剛性接着剤２６によって接着されている。これにより、車両衝突時にルーフサイドレール３が受けた荷重は、フランジ部１５を介して環状フレーム８およびルーフパネル７（具体的にはアウタパネル７１）に伝達することが可能である。

さらに、上記の高剛性接着剤２６による接着と併用して、側縁部７１ａ、締結部１３、および締結部１３をボルトやリベットなどによってまとめて締結してもよい。

また、本実施形態では、図２に示されるように、ルーフパネル７のうちのアウタパネル７１が環状フレーム８における本体部９のパネル接合部１０に接合される部分１８とアウタパネル７１の側縁部７１ａが締結部１３に締結している部分１９との間には、ルーフパネル７と環状フレーム８によって閉断面の空間２０が形成されている。アウタパネル７１および環状フレーム８によって閉断面の空間２０を囲む部分が形成されることにより、締結部１３の周囲を補強することが可能である。

なお、上記の閉断面の空間２０は、インナパネル７２および環状フレーム８によって形成してもよい。

また、本実施形態では、図１～２に示されるルーフサイドレール３のフランジ部１５よりも下方の部分または当該ルーフサイドレール３の下方に連結されたＢピラー２１のいずれかの部分には、図２に示されるように、車体１の内側にガセット２２と呼ばれる連結部材が溶接などによって連結されている。図２では、ガセット２２は、Ｂピラー２１に連結され、当該Ｂピラー２１を介してルーフサイドレール３に間接的に連結されている。ガセット２２の上端部分は、環状フレーム８およびルーフパネル７のうちのインナパネル７２とともにボルト２３によって機械的に結合されている。この構造では、ルーフサイドレール３は、フランジ部１５およびガセット２２の両方によって環状フレーム８に連結される。これにより、車両側突時にルーフサイドレール３およびＢピラー２１が受ける荷重は、フランジ部１５およびガセット２２の２つのルートを介して、環状フレーム８およびルーフパネル７のアウタパネル７１のインナパネル７２の両方に効率よく伝達することが可能である。

なお、ボルト２３に螺合されるナットとしては、環状フレーム８などにかしめて固定されたかしめナットなどを用いればよい。

図３に示されるように、フロントヘッダ４のフランジ部１５と環状フレーム８の締結部１３とは、ボルト２５を用いて機械的に締結されている。ボルト２５は、例えば、締結部１３にかしめて固定されたかしめボルトなどを用いればよい。ボルト２５は、フランジ部１５を貫通して下方に突出している。ボルト２５には、フランジ部１５の下方からナットが締結される。

また、図３に示されるように、アウタパネル７１の前方側（図３の左側）の端部は、フロントヘッダ４の上方まで延び、接着剤２７によってフロントヘッダ４の上面に接着されている。接着剤２７としては、アウタパネル７１とフロントヘッダ４との隙間に外部から雨水等の侵入を阻止しうる程度のシール性を発揮する通常の接着剤を用いればよい。

本実施形態では、環状フレーム８の本体部９は、中空の閉断面形状を有し、例えば図２～４に示されるような中空の矩形断面形状を有する。

中空の閉断面形状を有する本体部９は、ＣＦＲＰなどの合成樹脂を含む材料で形成されている。本体部９は、環状に曲げられた繊維強化樹脂シートからなる環状シート部分１２を備えている。

環状シート部分１２は、図４に示される積層シート４０が環状に曲げられることによって形成される。

積層シート４０は、本発明の繊維強化樹脂シートの一実施態様であり、ＣＦＲＰなどからなる単層シート４１の積層体で構成されている。

図４に示されるように、積層シート４０を構成する各単層シート４１は、ＣＦＲＰ製であって、互いに平行に延びる長繊維からなる複数の強化繊維（ＣＦＲＰでは炭素繊維）４２が合成樹脂４３に含浸されて当該合成樹脂４３によって覆われることによって製造されている。

積層シート４０は、各単層シート４１の強化繊維４２の延びる方向が互いに異なるように、単層シート４１の向きを変えて複数の単層シート４１を積層することによって構成されている。これにより、積層シート４０は、互いに異なる方向に延びる強化繊維４２を含む１枚の繊維強化樹脂シートを構成することが可能になる。

なお、本発明の繊維強化樹脂シートは、積層シート４０の代わりに、互いに異なる方向に延びるようにあらかじめ配置された複数の強化繊維４２の中間体（例えば、強化繊維が格子状に編まれたものなど）が合成樹脂に含浸されたものであってもよい。

（本実施形態の特徴）
（１）
本実施形態の車両のルーフ構造は、ルーフパネル７の周縁に接合されて当該ルーフパネル７を支持する環状フレーム８は、高剛性（具体的には、高い曲げ剛性およびねじり剛性など）を有し、一対のルーフサイドレール３、フロントヘッダ４、およびリヤヘッダ５によって形成された開口部６の内側に配置された状態で、一対のルーフサイドレール３に車体１の幅方向Ｙに隣接して結合されているとともに、フロントヘッダ４およびリヤヘッダ５に車体１の前後方向Ｘに隣接して結合されている。これにより、車両の側突時でも、ルーフサイドレール３が受ける荷重を開口部６内側の環状フレーム８に確実に伝達し、高剛性の環状フレーム８およびルーフパネル７によって荷重に耐えることが可能である。したがって、一対のルーフサイドレール３間に架橋されたルーフレインを設けなくても車両の側突性能を維持することが可能である。

（２）
本実施形態の車両のルーフ構造では、環状フレーム８は、ルーフパネル７の周縁の面に沿って延びて当該周縁に接合されたパネル接合部１０と、当該パネル接合部１０から車体１の上下方向Ｚに延びる縦板部１１とを含む断面形状を有する本体部９を有する。

上記の構成では、環状フレーム８の本体部９は、ルーフパネル７の周縁の面に沿って延びるパネル接合部１０と上下方向Ｚに延びる縦板部１１とを含む断面形状を有しているので、ねじりや曲げに強い断面形状の環状フレーム８が得られる。

（３）
本実施形態の車両のルーフ構造では、環状フレーム８の本体部９は、中空の閉断面形状を有するので、環状フレーム８の剛性（曲げ剛性およびねじり剛性など）をより高くすることができるとともに、環状フレーム８の軽量化が可能になる。

（４）
本実施形態の車両のルーフ構造では、環状フレーム８は、ＣＦＲＰなどの繊維強化樹脂で形成されているので、スチール製のフレームと比較して軽量でかつ高い剛性を有する。

また、本実施形態の環状フレーム８の本体部９は、環状に曲げられた積層シート４０からなる環状シート部分１２を備えている。積層シート４０は、長繊維からなる複数の強化繊維４２と、当該複数の強化繊維４２を覆う合成樹脂とを含み、複数の強化繊維４２は少なくとも一部が異なる方向に延びる。この構成では、環状シート部分１２を構成する積層シート４０には異なる方向に延びる長繊維からなる複数の強化繊維４２が含まれており、これらの強化繊維４２が異なる方向からの荷重を受けることが可能になるので、環状フレーム８は側突を含むあらゆる方向の衝突に対する耐力が得られる。

（５）
本実施形態の車両のルーフ構造では、環状フレーム８は、一対のルーフサイドレール３、フロントヘッダ４、およびリヤヘッダ５のそれぞれに締結される締結部１３を備える。

かかる構成により、車両衝突時に一対のルーフサイドレール３、フロントヘッダ４、およびリヤヘッダ５から締結部１３を介して環状フレーム８へ確実に荷重伝達でき、高剛性の環状フレーム８およびルーフパネル７によってより確実に車両衝突時の荷重に耐えることが可能である。

（６）
本実施形態の車両のルーフ構造では、環状フレーム８は、一対のルーフサイドレール３、フロントヘッダ４、およびリヤヘッダ５のそれぞれに締結される締結部１３をさらに備える。

（７）
本実施形態の車両のルーフ構造では、ルーフサイドレール３は、開口部６の内側に突出するフランジ部１５を有する。締結部１３は、フランジ部１５に締結されている。かかる構成により、車両側突時にルーフサイドレール３にかかる荷重はフランジ部１５および締結部１３を介して環状フレーム８に確実に伝達することが可能である。

（８）
本実施形態の車両のルーフ構造では、環状フレーム８の上端１６は、ルーフサイドレール３の上端３ａと略同じ高さに位置している。環状フレーム８の下端１７は、フランジ部１５より下方に位置している。

上記の構成では、環状フレーム８の締結部１３がルーフサイドレール３側のフランジ部１５に締結されている構成において、環状フレーム８の上端１６がルーフサイドレール３の上端３ａと略同じ高さに位置するとともに環状フレーム８の下端１７がフランジ部１５より下方に位置するように環状フレーム８を配置することにより、環状フレーム８の高さを確保することが可能になり、環状フレーム８の剛性（ねじり剛性および曲げ剛性など）を向上することが可能である。

（９）
本実施形態の車両のルーフ構造では、ルーフパネル７が締結部１３まで延びて当該締結部１３に締結された側縁部７１ａを有し、側縁部７１ａおよび締結部１３がルーフサイドレール３のフランジ部１５に締結される。

上記の構成では、ルーフパネル７の側縁部７１ａおよび環状フレーム８の締結部１３の両方がルーフサイドレール３のフランジ部１５に締結されているので、車両衝突時にルーフサイドレール３が受ける荷重を環状フレーム８の本体部９を介さずにルーフサイドレール３直接伝達することが可能になり、荷重を環状フレーム８およびルーフパネル７の両方に確実に分散して受けることが可能になる。

（１０）
本実施形態の車両のルーフ構造では、ルーフパネル７が環状フレーム８における本体部９のパネル接合部１０に接合される部分１８と側縁部７１ａが締結部１３に締結している部分１９との間には、ルーフパネル７と環状フレーム８によって閉断面の空間２０が形成されている。

上記の構成では、ルーフパネル７が環状フレーム８の本体部９のパネル接合部１０に接合される部分１８と側縁部７１ａが締結部１３に締結している部分１９との間には、ルーフパネル７と環状フレーム８によって閉断面の空間２０が形成されている。この閉断面の空間２０を取り囲む部分によって締結部１３の周囲が補強されることにより、締結部１３の周囲において剛性（ねじり剛性および曲げ剛性など）を向上することが可能である。また、この閉断面の空間２０を有していることにより、ルーフサイドレール３のフランジ部１５に接合される環状フレーム８とルーフパネル７との間における組付け誤差を吸収することが可能である。

例えば、上記の接合部分１８、１９において高弾性接着剤２６の層が所定の範囲から若干はみ出しても上記の空間２０ではみ出しを吸収するので、組み付け不良などの問題が生じにくくなる。

（１１）
本実施形態の車両のルーフ構造では、ルーフパネル７は、透光性を有する。かかる構成により、本構成では、一対のルーフサイドレール３間を架橋するルーフレインがないので光透過の自由度が広がる。

１ 車体
２ ルーフ
３ ルーフサイドレール
３ａ 上端
４ フロントヘッダ
５ リヤヘッダ
６ 開口部
７ ルーフパネル
８ 環状フレーム
９ 本体部
１０ パネル接合部
１１ 縦板部
１２ 環状シート部分
１３ 締結部
１４ 突合部
１５ フランジ部
１６ 環状フレームの上端
１７ 環状フレームの下端
２０ 閉断面の空間
２６ 高剛性接着剤
２７ 接着剤
４０ 積層シート（繊維強化樹脂シート）
４１ 単層シート
４２ 強化繊維
４３ 合成樹脂
７１ アウタパネル
７１ａ 側縁部
７２ インナパネル

Claims (9)

1. 車両のルーフを構成するルーフ構造であって、
   車体の幅方向に離間して配置され、前記ルーフの側部の骨格をそれぞれ構成する一対のルーフサイドレールと、
   前記車体の前後方向に離間して配置され、前記ルーフの前端部および後端部の骨格をそれぞれ構成するフロントヘッダおよびリヤヘッダと、
   前記一対のルーフサイドレール、前記フロントヘッダ、および前記リヤヘッダによって形成された開口部を覆うルーフパネルと、
   前記ルーフパネルの周縁に接合されて当該ルーフパネルを支持する環状フレームと
   を備え、
   前記環状フレームは、前記ルーフパネルよりも高い剛性を有し、前記開口部の内側に配置され、前記一対のルーフサイドレール、前記フロントヘッダおよび前記リヤヘッダに結合され、
   前記環状フレームは、前記ルーフパネルの周縁の面に沿って延びて当該周縁に接合されたパネル接合部と、当該パネル接合部から前記車体の上下方向に延びる縦板部とを含む断面形状を有する本体部を有し、
   前記本体部は、一対の前記パネル接合部と一対の前記縦板部とによって形成された中空の閉断面形状を有する
   車両のルーフ構造。
2. 車両のルーフを構成するルーフ構造であって、
   車体の幅方向に離間して配置され、前記ルーフの側部の骨格をそれぞれ構成する一対のルーフサイドレールと、
   前記車体の前後方向に離間して配置され、前記ルーフの前端部および後端部の骨格をそれぞれ構成するフロントヘッダおよびリヤヘッダと、
   前記一対のルーフサイドレール、前記フロントヘッダ、および前記リヤヘッダによって形成された開口部を覆うルーフパネルと、
   前記ルーフパネルの周縁に接合されて当該ルーフパネルを支持する環状フレームと
   を備え、
   前記環状フレームは、前記ルーフパネルよりも高い剛性を有し、前記開口部の内側に配置され、前記一対のルーフサイドレール、前記フロントヘッダおよび前記リヤヘッダに結合され、
   前記環状フレームは、前記一対のルーフサイドレール、前記フロントヘッダ、および前記リヤヘッダのそれぞれに締結される締結部をさらに備え、
   前記ルーフサイドレールは、前記開口部の内側に突出するフランジ部を有し、
   前記締結部は、前記フランジ部に締結され、
   前記ルーフパネルは、前記締結部まで延びて当該締結部に締結された側縁部を有し、
   前記側縁部および前記締結部は、前記ルーフサイドレールの前記フランジ部に締結される、
   車両のルーフ構造。
3. 車両のルーフを構成するルーフ構造であって、
   車体の幅方向に離間して配置され、前記ルーフの側部の骨格をそれぞれ構成する一対のルーフサイドレールと、
   前記車体の前後方向に離間して配置され、前記ルーフの前端部および後端部の骨格をそれぞれ構成するフロントヘッダおよびリヤヘッダと、
   前記一対のルーフサイドレール、前記フロントヘッダ、および前記リヤヘッダによって形成された開口部を覆うルーフパネルと、
   前記ルーフパネルの周縁に接合されて当該ルーフパネルを支持する環状フレームと
   を備え、
   前記環状フレームは、前記ルーフパネルよりも高い剛性を有し、前記開口部の内側に配置され、前記一対のルーフサイドレール、前記フロントヘッダおよび前記リヤヘッダに結合され、
   前記環状フレームは、前記ルーフパネルの周縁の面に沿って延びて当該周縁に接合されたパネル接合部と、当該パネル接合部から前記車体の上下方向に延びる縦板部とを含む断面形状を有する本体部を有し、
   前記環状フレームは、前記一対のルーフサイドレール、前記フロントヘッダ、および前記リヤヘッダのそれぞれに締結される締結部をさらに備え、
   前記ルーフサイドレールは、前記開口部の内側に突出するフランジ部を有し、
   前記締結部は、前記フランジ部に締結され、
   前記ルーフパネルは、前記締結部まで延びて当該締結部に締結された側縁部を有し、
   前記側縁部および前記締結部は、前記ルーフサイドレールの前記フランジ部に締結され、
   前記ルーフパネルが前記環状フレームにおける前記本体部の前記パネル接合部に接合される部分と前記側縁部が前記締結部に締結している部分との間には、前記ルーフパネルと前記環状フレームによって閉断面の空間が形成されている、
   車両のルーフ構造。
4. 前記環状フレームは、繊維強化樹脂によって形成されている、請求項１～３のいずれか１項に記載の車両のルーフ構造。
5. 前記本体部は、環状に曲げられた繊維強化樹脂シートからなる環状シート部分を備えており、
   前記繊維強化樹脂シートは、長繊維からなる複数の強化繊維と、当該複数の強化繊維を覆う合成樹脂とを含み、前記複数の強化繊維は、少なくとも一部が異なる方向に延びる
   請求項１に記載の車両のルーフ構造。
6. 前記環状フレームは、前記一対のルーフサイドレール、前記フロントヘッダ、および前記リヤヘッダのそれぞれに締結される締結部をさらに備える、
   請求項１または５に記載の車両のルーフ構造。
7. 前記ルーフサイドレールは、前記開口部の内側に突出するフランジ部を有し、
   前記締結部は、前記フランジ部に締結されている
   請求項６に記載の車両のルーフ構造。
8. 前記環状フレームの上端は、前記ルーフサイドレールの上端と略同じ高さに位置しており、
   前記環状フレームの下端は、前記フランジ部より下方に位置している
   請求項２、３または７のいずれか１項に記載の車両のルーフ構造。
9. 前記ルーフパネルは、透光性を有する請求項１～８のいずれか１項に記載の車両のルーフ構造。

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