JP2006327284A - 自動車のルーフ構造 - Google Patents

Abstract

【課題】サンルーフを備えた自動車の車両側面衝突時等の衝撃に対して剛性の高いルーフ構造を実現すること。
【解決手段】ルーフパネル１０にはサンルーフ３０により開閉されるサンルーフ開口１１の周囲に、枠状のサンルーフハウジングリィンフォース４０が固着され、上記開口１１の左右の両側縁に沿って前後に延びサンルーフレール５０と、両サンルーフレール５０を車幅方向に架けわたすサンルーフクロス６０とを備え、サンルーフクロス６０の左右両端をそれぞれ取付ブラケット６３を介してルーフパネル１０の左右両側のルーフサイドレール２０に結合支持せしめた自動車のルーフ構造において、上記リィンフォース４０の車幅方向に延びる横枠部４０ａと、サンルーフクロス６０とを互いに上下にラップするように配置し、上記横枠部４０ａの左右両側端をそれぞれ連結部材７０により左右のルーフサイドレール２０に連結せしめて、両者の間に架けわたした。 【選択図】 図２

Description

本発明は自動車のルーフ構造、特にサンルーフを備えた自動車のルーフ構造に関するものである。

図８、図９は従来のサンルーフを備えた自動車のルーフ構造の代表例を示し、ルーフパネル１０には、サンルーフ３０により開閉されるサンルーフ開口１１の周囲に、補強材としてサンルーフ開口１１を囲む枠状のサンルーフハウジングリィンフォース４０が設置されている。サンルーフハウジングリィンフォース４０はスポット溶接や構造接着剤等でルーフパネル１０の内面に固着してある。またサンルーフ開口１１の左右両側縁にはそれぞれ、これらに沿って車両前後方向に延び、サンルーフ３０を開閉移動させるサンルーフレール５０，５０が配設されている。各サンルーフレール５０，５０は前端がそれぞれステー５１，５１により左右のルーフサイドレール２０，２０に連結支持され、各サンルーフレール５０，５０の後端間にはこれらを車幅方向に架けわたすサンルーフクロス６０が設けられ、サンルーフクロス６０の左右両端がそれぞれ取付ブラケット６３，６３を介して左右のルーフサイドレール２０，２０に連結支持されている。

ところで、車両の側面衝突時等に、その衝撃により車体側面の中間ピラーＰ２からその上端が結合されたルーフサイドレール２０を経てサンルーフクロス６０に車幅方向の内向き荷重が作用する。この時、上記内向き荷重に対するサンルーフクロス６０の剛性が弱いと、左右のルーフサイドレール２０，２０間でサンルーフクロス６０が折れ曲がり、ルーフサイドレール２０およびルーフパネル１０が変形して車体の剛性を確保できない。この場合、ルーフパネル１０側に設けられたサンルーフハウジングリィンフォース４０は左右のルーフサイドレール２０，２０と連結されていないので上記内向き荷重を有効に受けることができず、ルーフパネル１０とともに変形するおそれが少なくない。

そこで、上記内向き荷重に対する剛性を強化するために、左右のルーフサイドレール２０，２０間に架けわたすサンルーフクロス６０の設置本数を増やしたり、サンルーフクロス６０の板厚を厚くしたり、大型にすることがなされている。しかしながら、サンルーフクロス６０の重量、質量の増加や、コストの増加が大きいといった問題があった。

また従来のサンルーフを備えた自動車のルーフ構造として、下記特許文献１、２に記載されたように、サンルーフ開口の外周を囲む枠状のフィキシングプレートやサンルーフハウジングリテーナ（補強材）と左右のルーフサイドレールとを取付ブラケットを介して連結することがなされている。

しかしながら、特許文献１、２の構造はいずれも、サンルーフ無し車とサンルーフ付き車とでルーフ構造を共通にできるように、サンルーフ無し車においては左右のルーフサイドレール間に車幅方向にルーフリィンフォースメント（クロス部材）を架設しているのに対して、サンルーフ付き車では、上記フィキシングプレートやサンルーフハウジングリテーナ（補強材）を設置するために上記ルーフリィンフォースメント（クロス部材）を取り外している。このため上記フィキシングプレートやサンルーフハウジングリテーナだけでは、上記車両側面衝突時等の内向き荷重に対して剛性が十分とはいえない。
特開平８−１１３１６１号公報（第５図） 特開平１１−２９０６６号公報（第９図）

そこで本発明は上記事情に鑑み、サンルーフを備えた自動車のルーフ構造において、既存の構成部材を利用して、構成部材の重量、質量の増加やコストの増加が少なくてすみ、車両側面衝突時等の衝撃により車幅方向に作用する内向き荷重に対して剛性の高いルーフ構造を実現することを課題としてなされたものである。

本発明は、サンルーフが設置された自動車のルーフ構造であって、ルーフパネルには上記サンルーフにより開閉されるサンルーフ開口の周囲に、該サンルーフ開口を囲む枠状のサンルーフハウジングリィンフォースが固着され、上記サンルーフ開口の左右の両側縁に沿うよに上記サンルーフを開閉移動せしめるサンルーフレールと、上記左右のサンルーフレールを車幅方向に架けわたすサンルーフクロスとを備え、該サンルーフクロスの左右両端をそれぞれ取付ブラケットを介して上記ルーフパネルの左右両側縁に設けられた閉断面構造のルーフサイドレールに結合支持せしめた自動車のルーフ構造において、上記サンルーフハウジングリィンフォースの車幅方向に延びる横枠部と、上記サンルーフクロスとを互いに上下に重なる位置に配置せしめる。そして上記横枠部の左右両側端をそれぞれ連結部材により上記左右のルーフサイドレールに連結せしめて両ルーフサイドレール間を架けわたすようになす（請求項１）。車両の側面衝突時等にルーフサイドレールに車幅方向車内側への内向き荷重が作用しても、左右のルーフサイドレール間に、サンルーフハウジングリィンフォースの横枠部とサンルーフクロスとを車幅方向に架けわたしたので、これらが両ルーフサイドレールの間で支えとなって上記内向きの衝突荷重に対する剛性の高いルーフ構造となる。

上記サンルーフハウジングリィンフォーメントの上記横枠部と、上記サンルーフクロスとで、上記左右のルーフサイドレールと車体の中間ピラー上端との結合部の間を車幅方向に架けわたすように構成する（請求項２）。最も衝突荷重の影響を受ける箇所に横枠部とサンルーフクロスを設けのたのでより衝突荷重に対する剛性を強化できる。

上記横枠部と上記ルーフサイドレールとを連結する上記連結部と、上記サンルーフクロスと上記ルーフサイドレールとを連結する上記取付ブラケットとを一体に形成する（請求項３）。ルーフ構造の構成部品を少なくでき、横枠部とサンルーフクロスおよびルーフサイドレールの連結作業性をよくできる。

本発明によれば、サンルーフを備えた自動車のルーフ構造において、既存の構成部材を利用して、構成部材の重量、質量の増加やコストの増加が少なくすみ、車両側面衝突時等の衝撃により車幅方向に作用する内向き荷重に対して剛性の高いルーフ構造を実現できる。

本発明の実施形態を説明する。図１は自動車のルーフの半面の平面図を示し、図２には図１のII−II線に沿う断面を示す。尚、本実施形態による自動車のルーフは左右対称な構造であり、片側の構造を中心に説明する。図１、図２に示すように、ルーフパネル１０の側縁にはルーフサイドレール２０が設けてある。ルーフサイドレール２０はアウタパネル２１とインナパネル２２、およびリィンフォースメント２３とで閉断面構造をなす。ルーフサイドレール２０は前端がフロントピラーＰ１の上端と結合してあり、後端は図略のリヤピラーの上端と結合してあり、中間には中間ピラーＰ２の上端が結合してある。

ルーフパネル１０とルーフサイドレール２０とは、後述のサンルーフハウジングリィンフォース４０の連結部材７０との結合部を除く一般部において、ルーフパネル１０の側縁フランジと、ルーフサイドレール２０のアウタパネル２１の上縁フランジ、リィンフォースメント２３の上縁フランジおよびインナパネル２２の上縁フランジとを上下に重ね合わせて一体に溶接結合してある。これらの結合部はルーフパネル１０およびルーフサイドレール２０のアウタパネル２１よりも一段低くして溝状のドリップチャンネルを形成している。

ルーフパネル１０には、運転席および助手席のフロント座席の上方位置に四角形状のサンルーフ開口１１が形成してあり、サンルーフ３０により開閉可能としてある。尚、サンルーフ開口１１はその開口後縁が、ルーフサイドレール２０の中間部と中間ピラーＰ２の上縁との結合部に対して車両前後方向のほぼ同位置ないし若干前方位置となるように形成してある。図１ないし図３に示すように、ルーフパネル１０の車内側の内面にはサンルーフ開口１１の周囲に、補強材としてサンルーフ開口１１を囲む枠状のサンルーフハウジングリィンフォース４０が設けてある。

サンルーフハウジングリィンフォース４０は金属板からなるプレス成形品で、サンルーフ開口１１まわりのルーフパネル１０内面と対面する水平面４１と、内周縁に水平面４１内周から下方へ屈曲する内周フランジ４２、および外周縁に水平面４１外周から下方へ屈曲して更に周方向外側へ屈曲する外周フランジ４３とを備えている。サンルーフ開口１１の開口後縁に沿って車幅方向に延びるサンルーフハウジングリィンフォース４０の後方横枠部４０ａは前後幅が広くしてあり、後方横枠部４０ａには長手方向に沿って凹状の補強ビード４４が複数形成してある。

サンルーフハウジングリィンフォース４０は、水平面４１をサンルーフ開口１１まわりのルーフパネル１０内面に構造接着剤１０１等で接着するとともに、内周フランジ４２をサンルーフ開口１１の下方へ屈曲する周縁フランジに溶接してルーフパネル１０の内面に固着してある。サンルーフハウジングリィンフォース４０の後方横枠部４０ａは、ルーフサイドレール２０の中間部と中間ピラーＰ２の上縁との結合部に対して車両前後方向のほぼ同位置ないし若干後方位置となるようにしてある。

そして図１、図２、図４に示すように、サンルーフハウジングリィンフォース４０は、後方横枠部４０ａの車幅方向の端末４３ａが連結部材７０を介してルーフサイドレール２０に連結してある。連結部材７０はほぼ平板状の金属板で、板面には車外側の端縁７３付近から車内側の端縁７２にかけて車幅方向に延びる複数の凸状の補強ビード７１，７１がプレス成形してある。連結部材７０は、車内側の端縁７２をサンルーフハウジングリィンフォース４０の後方横枠部４０ａの車幅方向の端末４３ａに重ね合わせて溶接するとともに、車外側の端縁７３をルーフパネル１０の側縁フランジと、ルーフサイドレール２０の上縁フランジとの間に重ね合わせてこれらと一体に溶接して、サンルーフハウジングリィンフォース４０の端末４３ａとルーフサイドレール２０の上縁フランジとの間隙を架けわたしてある。これによりサンルーフハウジングリィンフォース４０の後方横枠部４０ａは、左右のルーフサイドレール２０間、詳しくは各ルーフサイドレール２０の中間部と中間ピラーＰ２の上端との結合部ないしその付近の間を架けわたすように構成してある。

またルーフパネル１０の内面側には、図１ないし図３に示すように、サンルーフ開口１１の側縁に沿って車両前後方向に延在し、サンルーフ３０を開閉移動せしめるサンルーフレール５０が設置してある。サンルーフレール５０の前端は、車外側へ突出するステー５１が付設してあり、ステー５１の車外側の突出端をルーフサイドレール２０に連結支持してある。またサンルーフレール５０の中間部には、サンルーフハウジングリィンフォース４０の後方横枠部４０ａの直下位置で、車幅方向に左右のサンルーフレール５０の下面間を架けわたすサンルーフクロス６０が架設してある。

サンルーフクロス６０は車幅方向に延びる金属板で、板面には長手方向に沿って延びる複数の凹状の補強ビード６１，６１がプレス成形してある。サンルーフクロス６０には車外側の端末６２にこれを車幅方向外側へ延長するように金属板からなる取付ブラケット６３が連設してある。取付ブラケット６３は車内側の端末６３１がサンルーフクロス６０の端末６２とサンルーフレール５０の側縁フランジ５２と上下に重ね合わせて一体にボルト締めしてある。そして取付ブラケット６３の車外側の端末６３２がルーフサイドレール２０の車室内面（インナパネル２２）の下半部側に重ね合わせてボルト締めして連結してある。これにより、サンルーフクロス６０は左右のルーフサイドレール２０間で架設支持され、かつ左右のサンルーフレール５０の中間部を支持するように構成している。

このようにした本発明のルーフ構造によれば、左右のルーフサイドレール２０の中間部と中間ピラーＰ２の上端との結合部付近の間に、サンルーフハウジングリィンフォース４０の車幅方向に延びる後方横枠部４０ａと、車幅方向に延びるサンルーフクロス６０とを上下にほぼ平行に架設したので、車両の側面衝突時等の衝撃により中間ピラーＰ２の上端からルーフサイドレール１１に作用する車幅方向車内側への内向き荷重に対して、後方横枠部４０ａとサンルーフクロス６０とが左右のルーフサイドレール２０間で支えとなって上記内向き荷重を両者が分散しつつ受け止め、内向き荷重に対する車体ルーフの剛性を強化できる。従って車両の側面衝突時等の衝撃によりルーフサイドレール２０の変形およびルーフパネル１０の変形が防止され衝撃に対する車体剛性を確保できる。

また本発明のルーフ構造によれば、既存のサンルーフハウジングリィンフォース４０を利用して、サンルーフハウジングリィンフォース４０とルーフサイドレール２０とを連結する連結部材７０を追加するのみで構成部品の増加も最小限ですみ、かつサンルーフクロス６０の剛性を必要以上に強化しなくてよいので、重量、質量やコストの増加がほとんどなく経済的である。

上述の実施形態では連結部材７０をサンルーフハウジングリィンフォース４０およびルーフサイドレール２０に溶接結合したが、これに限らず、図５に示すように、連結部材７０をサンルーフハウジングリィンフォース４０およびルーフサイドレール２０にボルト締め結合してもよい。この場合、連結部材７０の車外側の端末７３はルーフサイドレール２０の車室内面（インナパネル２２）の上半部側に締結する。また連結部材７０はその車内側の端末７２をサンルーフハウジングリィンフォース４０に溶接し、車外側の端末７３をルーフサイドレール２０にボルト締めしてもよい。尚、連結部材７０の板面には車幅方向に沿って複数の凸状の補強リブ７４を形成しておくことが望ましい。

更に図６，図７に示すように、サンルーフハウジングリィンフォース４０の端末４３ａおよびサンルーフクロス６０の端末６２とを一体に連結部材７５によりルーフサイドレール２０に締結してもよい。連結部材７５は金属板のプレス成形品で、車幅方向に延びる水平面状の底壁７５１と、底壁７５１の両側縁から起立する一対の側壁７５２および両側壁７５２の上縁フランジ７５３とで断面ほぼ逆ハット形に形成してある。両側壁７５２は水平な底壁７５１に対して起立寸法が車内側から車外側へ向けて漸次低くしてあり、上縁フランジ７５３が斜めに形成してある。上縁フランジ７５３は車外側の端末が底壁７５１の車外側の端末下方へ張り出し、底壁７５１の端末フランジと一体にルーフサイドレール２０の車室内面への取付部７５４を構成している。底壁７５１の車内側の端末、両上縁フランジ７５３の車内側の端末および車外側の取付部７５４にはそれぞれボルト貫通穴７５５が形成してある。

連結部材７５は上縁フランジ７５３の車内側の端末をサンルーフハウジングリィンフォース４０の端末４３ａにボルト締め結合する一方、底壁７５１車内側の端末をサンルーフクロス６０の端末６２にボルト締め結合し、取付部７５４をルーフサイドレール２０の車室内面へボルト締め結合する。これによれば、構成部品点数が少なく、サンルーフハウジングリィンフォース４０、サンルーフクロス６０およびルーフサイドレール２０の連結作業の作業性がよい。

本発明のルーフ構造を示す要部平面図である。 図１のII−II線に沿う断面図である。 図１のIII −III 線に沿う断面図である。 本発明に用いる連結部材の斜視図である。 図２に対応する本発明の他のルーフ構造を示す断面図である。 図２に対応する本発明の更に他のルーフ構造を示す断面図である。 上記更に他のルーフ構造に用いる連結部材を示す斜視図である。 従来のルーフ構造を示す要部斜視図である。 図２に対応する従来のルーフ構造を示す断面図である。

符号の説明

１０ ルーフパネル
１１ サンルーフ開口
２０ ルーフサイドレール
３０ サンルーフ
４０ サンルーフハウジングリィンフォース
４０ａ 後方横枠部（横枠部）
５０ サンルーフレール
６０ サンルーフクロス
６１ 取付ブラケット
７０，７５ 連結部材
Ｐ２ 中間ピラー

Claims (3)

1. サンルーフが設置された自動車のルーフ構造であって、
   ルーフパネルには上記サンルーフにより開閉されるサンルーフ開口の周囲に、該サンルーフ開口を囲む枠状のサンルーフハウジングリィンフォースが固着され、
   上記サンルーフ開口の左右の両側縁に沿って前後に延び上記サンルーフを開閉移動せしめるサンルーフレールと、上記左右のサンルーフレールを車幅方向に架けわたすサンルーフクロスとを備え、該サンルーフクロスの左右両端をそれぞれ取付ブラケットを介して上記ルーフパネルの左右両側縁に設けられた閉断面構造のルーフサイドレールに結合支持せしめた自動車のルーフ構造において、
   上記サンルーフハウジングリィンフォースの車幅方向に延びる横枠部と、上記サンルーフクロスとを互いに上下に重なる位置に配置せしめ、
   上記横枠部の左右両側端をそれぞれ連結部材により上記左右のルーフサイドレールに連結せしめて両ルーフサイドレール間を架けわたすようになしたことを特徴とする自動車のルーフ構造。
2. 上記サンルーフハウジングリィンフォースの上記横枠部と、上記サンルーフクロスとで、上記左右のルーフサイドレールと車体の中間ピラー上端との結合部の間を車幅方向に架けわたすようになした請求項１に記載の自動車のルーフ構造。
3. 上記横枠部と上記ルーフサイドレールとを連結する上記連結部と、上記サンルーフクロスと上記ルーフサイドレールとを連結する上記取付ブラケットとを一体に形成した請求項１または２に記載の自動車のルーフ構造。

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