JP2016074382A - 車両上部構造 - Google Patents

Abstract

【課題】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。
【解決手段】車両上部構造４０は、車両前後方向に延在するルーフサイドレール１８と、ルーフサイドレール１８及びルーフパネル１４よりも車室内側で車両幅方向に延在するルーフＲ／Ｆ４２と、ルーフＲ／Ｆ４２に対して車両上下方向の上側又は下側に配置され、車両幅方向に延在するセンタフレーム４４と、ルーフサイドレール１８の車室内側、ルーフＲ／Ｆ４２、及びセンタフレーム４４に結合されるブラケット４６と、を有する。
【選択図】図３

Description

本発明は、車両上部構造に関する。

特許文献１には、ルーフリインフォースメントと、サンルーフ用のリインフォースメントとを有する車両上部構造において、ルーフリインフォースメントの車両幅方向の端部をルーフサイドレールのレールインナに連結した構造が開示されている。言い換えると、ルーフリインフォースメントのみがレールインナに連結され、サンルーフ用のリインフォースメントがレールインナに連結されていない車両上部構造と言える。

特開２００９−０５６９９０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は、ブラケットを介してルーフリインフォースメントのみに伝達されるため、より多くの荷重伝達が望まれる。このように、ブラケットを用いてルーフリインフォースメントのみをレールインナに連結した構造では、側面衝突時に荷重伝達経路が一つしかなく、サンルーフ用のリインフォースメント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するルーフサイドレールと、前記ルーフサイドレール及び車両のルーフパネルよりも車室内側で車両幅方向に延在するルーフリインフォースメントと、前記ルーフリインフォースメントに対して車両上下方向の上側又は下側に配置され、車両幅方向に延在するセンタフレームと、前記ルーフサイドレールの車室内側、前記ルーフリインフォースメント、及び前記センタフレームに結合されるブラケットと、を有する。

請求項１に記載の本発明に係る車両上部構造では、ブラケットにより、ルーフサイドレールにルーフリインフォースメント及びセンタフレームが結合される。ここで、側面衝突時、衝突荷重は、ルーフサイドレールからブラケットを経由してルーフリインフォースメントに至る第１伝達経路と、ルーフサイドレールからブラケットを経由してセンタフレームに至る第２伝達経路とに分散されて伝達される。

このように、本発明に係る車両上部構造では、衝突荷重が、反衝突方向の第１伝達経路と第２伝達経路とに分散されて伝達されることで、車両上部の一部に局所集中することが抑制される。このため、ルーフリインフォースメントのみをレールインナに連結した構造に比べて、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ブラケットは、前記ルーフリインフォースメント及び前記センタフレームのうち車両上下方向の下側に位置する方の上面と、前記ルーフリインフォースメント及び前記センタフレームのうち車両上下方向の上側に位置する方の下面とに結合される。

請求項２に記載の本発明に係る車両上部構造では、ブラケットが、ルーフリインフォースメント及びセンタフレームのうち車両上下方向の下側に位置する方の上面と、ルーフリインフォースメント及びセンタフレームのうち車両上下方向の上側に位置する方の下面とに結合される。これにより、ブラケットでルーフサイドレール、ルーフリインフォースメント、及びセンタフレームを結合できるので、車両上部構造を簡単な構造とすることができる。

請求項３に記載の本発明に係る車両上部構造の前記ブラケットは、前記ブラケットは、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及び前記センタフレームの一方とに結合される第１ブラケットと、前記ルーフリインフォースメント及び前記センタフレームに結合される第２ブラケットと、を有する。

請求項３に記載の本発明に係る車両上部構造では、第１ブラケットが、ルーフサイドレールと、ルーフリインフォースメント及びセンタフレームの一方とに結合される。これにより、ルーフリインフォースメント及びセンタフレームの一方が、ルーフサイドレールに対して、第１ブラケットを介して配設される。さらに、第２ブラケットが、ルーフリインフォースメント及びセンタフレームに結合される。これにより、ルーフリインフォースメント及びセンタフレームの他方が、ルーフリインフォースメント及びセンタフレームの一方に対して、第２ブラケットを介して配設される。

このように、ルーフサイドレール側から順に各部材の組み付けが行われるので、ルーフ側及びルーフサイドレール側から組み付ける構成に比べて、車両上部構造の組み付け性を向上させることができる。また、車両上部構造の組み付け性が向上することにより、車両上部構造の立て付け性も向上させることができる。

請求項４に記載の本発明に係る車両上部構造は、前記ルーフパネルに形成された開口部を開放及び閉止するサンルーフユニットが設けられ、前記センタフレームが、前記サンルーフユニットの一部を構成する。

請求項４に記載の本発明に係る車両上部構造では、センタフレームがサンルーフユニットの一部を構成するので、センタフレームとサンルーフユニットが別々の構成に比べて、車両上部構造の部品数を減らすことができる。

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、車両上部構造を簡単な構造とす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、車両上部構造の組み付け性を向上させることができるという優れた効果を有する。

請求項４に記載の車両上部構造によれば、車両上部構造の部品数を減らすことができるという優れた効果を有する。

第１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。 第１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４−４線で切断した切断面を拡大して示す拡大断面図である。 第１実施形態に係る車両上部の要部を車外側から見た平面図である。 第１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。 第１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４−４線で切断した切断面を拡大して示す拡大断面図である。 第２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。 第２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。 第２実施形態に係る車両上部の要部についての拡大断面図（図１の４−４線と同様の位置での断面図）である。

[第１実施形態]
以下、図１〜図７を参照して、本発明に係る車両上部構造の第１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。

ルーフパネル１４には、車両上下方向に貫通した開口部１６が形成されている。開口部１６は、後述するサンルーフユニット３４の一部であるフレーム３５により囲まれている。また、ルーフパネル１４の車両幅方向両側には、車両前後方向に沿って延在するルーフサイドレール１８がそれぞれ設けられている。なお、ルーフサイドレール１８の車両幅方向及び車両上下方向の外側には、図３に示すサイドアウタパネル３２が設けられているが、図１では、サイドアウタパネル３２の図示を省略している。

一対のルーフサイドレール１８の前端部には、車両幅方向に沿ってフロントヘッダ２０が架け渡されている。一対のルーフサイドレール１８の後端部には、車両幅方向に沿ってリヤヘッダ２２が架け渡されている。また、ルーフサイドレール１８の前端部からは、車両前方且つ車両下方へ向かってフロントピラー２４が延在されている。さらに、ルーフサイドレール１８の車両前後方向の中央部からは、車両下方へ向かってセンタピラー２６が延在されている。加えて、ルーフサイドレール１８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２８が延在されている。

フロントピラー２４の下端部、センタピラー２６の下端部、及びリヤピラー２８の下端部は、車両前後方向に沿って延在されたロッカ２９（図４参照）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４０が設けられている。

＜要部構成＞
次に、車両上部構造４０について説明する。

図２に示すように、第１実施形態に係る車両上部構造４０は、既述のルーフサイドレール１８と、ルーフリインフォースメント４２と、センタフレーム４４と、ブラケット４６とを有する。センタフレーム４４は、一例として、車両上部１２に設けられたサンルーフユニット３４の一部を構成している。なお、ルーフリインフォースメント４２は、以下、「ルーフＲ／Ｆ４２」と称する。また、図２では、ボルト６４（図３参照）の図示を省略している。ここで、車両上部構造４０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４０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１８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５４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５６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５４の上端部５４Ａは、ルーフサイドレールインナパネル５６の上端部５６Ａ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５４の下端部５４Ｂは、センタピラー２６の一部を構成するセンタピラーアウタパネル５８の上部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５６の下端部５６Ｂは、センタピラー２６の一部を構成するセンタピラーインナパネル６２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５８とセンタピラーインナパネル６２とが、下端部５４Ｂ及び下端部５６Ｂよりも車両上下方向の下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１８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５６における下端部５６Ｂの車両上下方向における上側には、車両幅方向の内側に斜め上方へ延びる傾斜部５６Ｃが形成されている。さらに、傾斜部５６Ｃの車両上下方向における上側には、車両上下方向の上側に延びる縦壁部５６Ｄが形成されている。なお、既述の上端部５６Ａは、縦壁部５６Ｄの車両上下方向の上端から車両幅方向の内側に張り出された部位である。

（ルーフリインフォースメント）
図２に示すように、ルーフＲ／Ｆ４２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、ルーフＲ／Ｆ４２は、一対のルーフサイドレール１８よりも車室内側に配設されている。さらに、ルーフＲ／Ｆ４２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矩形波状に形成されている。

図５に示すように、ルーフＲ／Ｆ４２の車両幅方向の端部４２Ａは、ルーフサイドレール１８へ向かって下方へ緩やかに傾斜されている。また、図４に示すように、ルーフＲ／Ｆ４２の端部４２Ａには、車両前後方向に並んだ２箇所の溝部４２Ｂが形成されている。溝部４２Ｂの底部４２Ｃは、車両幅方向及び車両前後方向に沿った平板状に形成されている。さらに、底部４２Ｃには、車両上下方向に貫通した貫通孔４２Ｄが形成されている。加えて、溝部４２Ｂの車両前側端部及び車両後側端部には、車両前後方向に沿って張り出されたフランジ部４２Ｅが形成されている。なお、図５では、ルーフＲ／Ｆ４２の底部４２Ｃと一体で形成されたウェルドナット６５（図３参照）の図示を省略している。

図３に示すように、貫通孔４２Ｄは、ボルト６４の軸部を挿入可能な大きさとなっている。そして、ルーフＲ／Ｆ４２の底部４２Ｃは、ブラケット４６の後述する第２締結部４６Ｅにボルト６４で締結されている。

図４に示すように、本実施形態では、一対のセンタピラー２６の間にルーフＲ／Ｆ４２を配設しているが、これに限らず、ルーフＲ／Ｆ４２をセンタピラー２６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ルーフＲ／Ｆ４２を配設してもよい。さらに、ルーフＲ／Ｆ４２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、平面視でルーフＲ／Ｆ４２を斜めに配設してもよい。

〔サンルーフユニット〕
図３に示すように、サンルーフユニット３４は、ルーフパネル１４を車室１３側から覆うルーフヘッドライニング１５と、ルーフパネル１４との間に設けられている。また、サンルーフユニット３４は、センタフレーム４４を含む図示しないハウジングと、センタフレーム４４上に固定されたガイドレール５２と、ガイドレール５２により案内されるサンルーフ３６と、サンルーフ３６を駆動する図示しない駆動機構とを有する。

即ち、センタフレーム４４は、サンルーフユニット３４の一部を構成している。なお、ルーフヘッドライニング１５とルーフサイドレール１８との間には、エアバッグ６８が設けられている。エアバッグ６８は、一部が樹脂製のプロテクタ６９で覆われている。

図２に示すように、サンルーフユニット３４は、図示しないハウジングの一部であり車両１０の開口部１６を形成するフレーム３５を有する。そして、図１に示すように、サンルーフユニット３４では、図示しない駆動機構がサンルーフ３６を車両前後方向及び車両上下方向に移動させることで、ルーフパネル１４に形成された開口部１６が、サンルーフ３６により開放及び閉止されるようになっている。

（センタフレーム）
図５及び図６に示すように、センタフレーム４４は、一対のルーフサイドレール１８間で、且つルーフＲ／Ｆ４２の車両上下方向の下側に、車両幅方向に沿って延在している。また、センタフレーム４４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矩形波状に形成されている。

具体的には、センタフレーム４４には、車両上下方向の上側に膨出され車両幅方向に延在する断面矩形状の突条部４４Ａが、車両前後方向に並んで２条形成されている。突条部４４Ａの車両幅方向の端部には、車両幅方向の外側に斜め上方へ延びる傾斜部４４Ｂと、傾斜部４４Ｂの車両幅方向の端部から車両幅方向の外側に延びる平坦部４４Ｃとが形成されている。さらに、突条部４４Ａの車両前側端部及び車両後側端部には、車両前後方向に沿って張り出されたフランジ部４４Ｄが形成されている。

図３に示すように、センタフレーム４４の平坦部４４Ｃには、車両上下方向に貫通した貫通孔４４Ｅが形成されている。貫通孔４４Ｅは、ボルト６６の軸部を挿入可能な大きさとなっている。そして、平坦部４４Ｃは、ブラケット４６の後述する第１締結部４６Ｃにボルト６６で締結されている。

なお、本実施形態では、断面矩形波状のセンタフレーム４４を用いているが、他の断面形状のセンタフレームを使用してもよい。どのような構成のセンタフレームを用いるかは、車種やそれに伴う車両上部構造との関係で適宜選択すればよい。また、センタフレーム４４は、ルーフＲ／Ｆ４２に対して車両上下方向の上側に配置されていてもよい。

フレーム３５は、一例として、サンルーフユニット３４の車両上下方向上側の上部フレームを構成している。センタフレーム４４は、一例として、サンルーフユニット３４の車両上下方向下側の下部フレームを構成している。ここで、本実施形態では、フレーム３５の一部がルーフＲ／Ｆ４２の車両上下方向の下側に入りこんだ配置状態となっているが、フレーム３５はブラケット４６に結合されないため、フレーム３５を「センタフレーム」に含めていない。なお、サンルーフユニット３４において、例えば、フレーム３５とセンタフレーム４４とが一体化された構成や、センタフレーム４４が無くフレーム３５がブラケット４６に結合された構成では、フレーム３５が「センタフレーム」に含まれる。

（ブラケット）
図２及び図３に示すように、ブラケット４６は、車両上下方向の下側から上側に向けて、第１傾斜部４６Ａと、縦壁部４６Ｂと、第１締結部４６Ｃと、第２傾斜部４６Ｄと、第２締結部４６Ｅとが一体化された構成とされている。即ち、ブラケット４６は、車両前後方向に沿った断面形状において、複数箇所で屈曲された形状となっている。

第１傾斜部４６Ａは、車両幅方向の内側に斜め上方へ延びる板状部である。また、第１傾斜部４６Ａの車両上下方向に対する傾斜角度は、ルーフサイドレール１８の傾斜部５６Ｃの車両上下方向に対する傾斜角度と同程度とされている。縦壁部４６Ｂは、第１傾斜部４６Ａの車両上下方向の上端で車両上下方向に沿って直立する板状部である。

第１締結部４６Ｃは、縦壁部４６Ｂの車両上下方向の上端から車両幅方向の内側に車両幅方向に沿って延びる板状部である。図４に示すように、第１締結部４６Ｃは、車両前後方向に並んで２箇所形成されている。また、それぞれの第１締結部４６Ｃには、車両上下方向に貫通した貫通孔４６Ｆが形成されている。貫通孔４６Ｆの大きさは、ボルト６６（図３参照）の軸部を挿入可能な大きさとされている。

さらに、それぞれの第１締結部４６Ｃには、車両上下方向に貫通した貫通孔４６Ｇが形成されている。貫通孔４６Ｇは、溶接作業用の孔である。加えて、第１締結部４６Ｃには、第１締結部４６Ｃと一体でウェルドナット６７が形成されている。

図３に示すように、第２傾斜部４６Ｄは、第１締結部４６Ｃの車両幅方向の内側の端部から車両幅方向の内側に斜め上方へ延びる板状部である。また、第２傾斜部４６Ｄの車両上下方向に対する傾斜角度は、第１傾斜部４６Ａの車両上下方向に対する傾斜角度よりも小さくなっている。さらに、第２傾斜部４６Ｄは、車両幅方向に沿った断面で見た長さが、第１傾斜部４６Ａの車両幅方向に沿った断面で見た長さよりも短くなっている。

第２締結部４６Ｅは、第２傾斜部４６Ｄの車両上下方向の上端から車両幅方向の内側に車両幅方向に沿って延びる板状部である。図２に示すように、第２締結部４６Ｅは、車両前後方向に並んで２箇所形成されている。また、それぞれの第２締結部４６Ｅには、車両上下方向に貫通した貫通孔４６Ｈが形成されている。貫通孔４６Ｈの大きさは、ボルト６４（図３参照）の軸部を挿入可能な大きさとされている。

図２に示すように、ブラケット４６の車両前後方向の中央には、車室１３の内側へ向けて膨出された補強用のリブ４６Ｉが形成されている。リブ４６Ｉは、第１傾斜部４６Ａから第２締結部４６Ｅまで繋がった１条の突条部である。また、ブラケット４６には、縦壁部４６Ｂ及び第１締結部４６Ｃから車室１３の内側へ向けて膨出された補強用のリブ４６Ｊと、第２傾斜部４６Ｄから車室１３の内側へ向けて膨出された補強用のリブ４６Ｋとが形成されている。

さらに、ブラケット４６には、第１締結部４６Ｃ、第２傾斜部４６Ｄ、及び第２締結部４６Ｅの車両前後方向の前側及び後側で車両上下方向に直立する側壁４６Ｌが形成されている。加えて、ブラケット４６には、側壁４６Ｌ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張り出されたフランジ部４６Ｍが形成されている。

ここで、図３に示すように、ブラケット４６の第１傾斜部４６Ａは、ルーフサイドレールインナパネル５６の傾斜部５６Ｃに溶接により結合（結合）されている。また、縦壁部４６Ｂは、ルーフサイドレールインナパネル５６の縦壁部５６Ｄに溶接により結合（結合）されている。さらに、ブラケット４６は、第１締結部４６Ｃにおける車両上下方向の下面４６Ｎがセンタフレーム４４の車両上下方向の上面４４Ｆと接触した状態で、ボルト６６によりセンタフレーム４４の平坦部４４Ｃに締結（結合）されている。

加えて、ブラケット４６は、第２締結部４６Ｅにおける車両上下方向の上面４６ＰがルーフＲ／Ｆ４２の車両上下方向の下面４２Ｆと接触した状態で、ボルト６４によりルーフＲ／Ｆ４２の車両幅方向の底部４２Ｃに締結（結合）されている。このように、ブラケット４６は、ルーフサイドレール１８の車室内側、センタフレーム４４の上面４４Ｆ、及びルーフＲ／Ｆ４２の下面４２Ｆに結合されている。

（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４０の組み付けでは、ルーフサイドレールインナパネル５６の傾斜部５６Ｃ及び縦壁部５６Ｄにブラケット４６の第１傾斜部４６Ａ及び縦壁部４６Ｂを溶接（結合）する。続いて、ルーフパネル１４とルーフＲ／Ｆ４２とが組み付けられた状態で、ルーフＲ／Ｆ４２の底部４２Ｃをブラケット４６の第２締結部４６Ｅに載せる。そして、車両下方側から貫通孔４６Ｈ及び貫通孔４２Ｄにボルト６４を挿入し、ルーフＲ／Ｆ４２とブラケット４６とを締結する。

続いて、センタフレーム４４の上面４４Ｆをブラケット４６の下面４６Ｎに押し付けた状態で、車両下方側から貫通孔４４Ｅ及び貫通孔４６Ｆにボルト６６を挿入し、センタフレーム４４とブラケット４６とを締結する。これにより、車両上部構造４０が形成される。

ブラケット４６はルーフサイドレール１８の車室内側と結合させたが、例えば、センタピラーインナパネル６２をルーフサイドレール１８とブラケット４６との間まで延在させる等、別部材を介してブラケット４６とルーフサイドレール１８とを結合させてもよい。即ち、「ルーフサイドレールの車室内側に結合されるブラケット」とは、ルーフサイドレール１８に直接的に結合されるブラケット４６に限らず、ルーフサイドレール１８の車室内側に別部材を介して間接的に結合されるブラケット４６を含む概念である。

＜作用並びに効果＞
次に、第１実施形態の車両上部構造４０の作用並びに効果について説明する。

図７に示すように、側面衝突時に車両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２６からルーフサイドレール１８へ伝達された後、ルーフサイドレール１８に結合されたブラケット４６に入力される。

ここで、車両上部構造４０では、ルーフサイドレール１８にブラケット４６を介して、ルーフＲ／Ｆ４２及びセンタフレーム４４が結合されている。このため、ブラケット４６に入力された荷重Ｆは、ブラケット４６からルーフＲ／Ｆ４２に至る第１伝達経路に荷重Ｆ１として伝達され、ブラケット４６からセンタフレーム４４に至る第２伝達経路に荷重Ｆ２として伝達される。即ち、ブラケット４６に入力された荷重Ｆは、荷重Ｆ１と荷重Ｆ２とに分散されて効率良く伝達される。なお、荷重Ｆが入力されたブラケット４６は、塑性変形等し、所定のエネルギー吸収作用をする。

このように、車両上部構造４０では、車両１０の車体側部へ入力された荷重Ｆが、反衝突方向における第１伝達経路の荷重Ｆ１と第２伝達経路の荷重Ｆ２とに分散されて伝達されることで、当該荷重Ｆが、車両上部１２の一部に局所集中することが抑制される。これにより、車両上部構造４０では、ルーフＲ／Ｆ４２のみをルーフサイドレール１８に結合した構造に比べて、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４０では、一対のセンタピラー２６間にルーフＲ／Ｆ４２及びセンタフレーム４４を配設している。このため、車両１０の車体側部に荷重Ｆが入力されたとき、センタピラー２６からブラケット４６を介して、ルーフＲ／Ｆ４２及びセンタフレーム４４に効率良く荷重Ｆ１、Ｆ２を伝達させることができる。この結果、センタピラー２６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。

さらに、車両上部構造４０では、ブラケット４６が、車両上下方向の下側のセンタフレーム４４の上面４４Ｆと、車両上下方向の上側のルーフＲ／Ｆ４２の下面４２Ｆとに結合される。これにより、ブラケット４６でルーフサイドレール１８、ルーフＲ／Ｆ４２、及びセンタフレーム４４を結合できるので、車両上部構造４０を簡単な構造とすることができる。

加えて、車両上部構造４０では、センタフレーム４４がサンルーフユニット３４の一部を構成するので、センタフレーム４４とサンルーフユニット３４が別々の構成に比べて、車両上部構造４０の部品数を減らすことができる。

なお、本実施形態では、車両上部構造４０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、レーザ溶接によってルーフサイドレール１８とブラケット４６とを結合し、車両幅方向の他方側では、ボルト及びナットによってルーフサイドレール１８とブラケット４６とを結合してもよい。

[第２実施形態]
次に、第２実施形態に係る車両上部構造８０について説明する。

第２実施形態に係る車両上部構造８０は、図１に示す第１実施形態に係る車両１０において、車両上部構造４０に換えて設けられている。なお、第１実施形態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。

図８に示すように、車両上部構造８０は、ルーフサイドレール１８と、ルーフリインフォースメント８２と、センタフレーム８４と、第１ブラケット８６と、第２ブラケット８８とを有する。センタフレーム８４は、一例として、車両上部１２に設けられたサンルーフユニット３４の一部を構成している。なお、ルーフリインフォースメント８２は、以下、「ルーフＲ／Ｆ８２」と称する。また、図８では、ボルト及びルーフパネルの図示を省略している。ここで、車両上部構造８０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８０について説明し、他方側の説明を省略する。

図１０に示すように、本実施形態では、ルーフサイドレールインナパネル５６の縦壁部５６Ｄに車両幅方向に貫通した貫通孔５６Ｅが形成されている。また、貫通孔５６Ｅの周縁で且つ車両幅方向の外側には、ウェルドナット９１が形成されている。

（ルーフリインフォースメント）
図９に示すルーフＲ／Ｆ８２は、ルーフパネル１４（図１参照）の補強部材であり、ルーフパネル１４よりも車室内側で車両幅方向に延在している。また、ルーフＲ／Ｆ８２は、一対のルーフサイドレール１８よりも車室内側に配設されている。さらに、ルーフＲ／Ｆ８２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矩形波状に形成されている。

また、ルーフＲ／Ｆ８２には、車両上下方向の上側に膨出され車両幅方向に延在する断面矩形状の突条部８２Ａと、突条部８２Ａの車両前後方向の前側及び後側で車両幅方向に延在され車両上下方向の上側に開口した溝部８２Ｂ、８２Ｃとが形成されている。さらに、ルーフＲ／Ｆ８２には、溝部８２Ｂの車両上下方向の上端から車両前後方向の前側へ張り出された板状のフランジ部８２Ｄと、溝部８２Ｃの車両上下方向の上端から車両前後方向の後側へ張り出された板状のフランジ部８２Ｅとが形成されている。

フランジ部８２Ｄ、８２Ｅの車両幅方向の端部には、それぞれ車両上下方向に貫通した貫通孔８２Ｆが形成されている。また、ルーフＲ／Ｆ８２には、フランジ部８２Ｄ、８２Ｅの車両幅方向の端部から車両幅方向の外側に斜め下方へ延びる板状の傾斜部８２Ｇが形成されている。傾斜部８２Ｇには、板厚方向に貫通した貫通孔８２Ｈが形成されている。さらに、ルーフＲ／Ｆ８２には、突条部８２Ａ、溝部８２Ｂ、８２Ｃ、及び傾斜部８２Ｇの車両幅方向の端部から車両幅方向の外側へ張り出された板状の鍔部８２Ｉが形成されている。

図８に示すように、本実施形態では、一対のセンタピラー２６の間にルーフＲ／Ｆ８２を配設しているが、これに限らず、ルーフＲ／Ｆ８２をセンタピラー２６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ルーフＲ／Ｆ８２を配設してもよい。さらに、ルーフＲ／Ｆ８２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、平面視でルーフＲ／Ｆ８２を斜めに配設してもよい。

（センタフレーム）
図９に示すように、センタフレーム８４は、一対のルーフサイドレール１８間で、且つルーフＲ／Ｆ８２の車両上下方向の下側に、車両幅方向に沿って延在している。また、センタフレーム８４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矩形波状に形成されている。さらに、センタフレーム８４は、サンルーフユニット３４の一部を構成している。

具体的には、センタフレーム８４には、車両上下方向の上側に膨出され車両幅方向に延在する断面矩形状の突条部８４Ａが、車両前後方向に並んで２条形成されている。突条部８４Ａの車両幅方向の端部には、車両幅方向の外側に斜め上方へ延びる傾斜部８４Ｂと、傾斜部８４Ｂの車両幅方向の端部から車両幅方向の外側に延びる平坦部８４Ｃとが形成されている。さらに、突条部４４Ａの車両前側端部及び車両後側端部には、車両前後方向に沿って張り出されたフランジ部８４Ｄが形成されている。フランジ部８４Ｄには、車両上下方向に貫通した貫通孔８４Ｅが形成されている。

図１０に示すように、センタフレーム８４の平坦部８４Ｃには、車両上下方向に貫通した貫通孔８４Ｆが、車両幅方向に間隔をあけて２箇所形成されている。２箇所の貫通孔８４Ｆは、ボルト９２、９４の軸部を挿入可能な大きさとなっている。また、平坦部８４Ｃにおける車両幅方向の外側の貫通孔８４Ｆの周縁で、且つ車両上下方向の上側の部位には、ウェルドナット９６が形成されている。そして、平坦部８４Ｃは、後述する第１ブラケット８６及び第２ブラケット８８にボルト９２、９４で締結されている。

なお、図１０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。また、図１０では、ルーフヘッドライニング１５、エアバッグ６８、及びプロテクタ６９（図１参照）の図示を省略している。

本実施形態では、断面矩形波状のセンタフレーム８４を用いているが、他の断面形状のセンタフレームを使用してもよい。どのような構成のセンタフレームを用いるかは、車種やそれに伴う車両上部構造との関係で適宜選択すればよい。また、センタフレーム８４は、ルーフＲ／Ｆ８２に対して車両上下方向の上側に配置されていてもよい。

（第１ブラケット）
図８に示すように、第１ブラケット８６は、車両幅方向を長手方向とし車両前後方向に沿った断面形状が矩形波状の部材を逆Ｌ字状に屈曲させた形状とされている。具体的には、第１ブラケット８６は、車両上下方向に沿って直立する縦壁部８６Ａと、縦壁部８６Ａの車両上下方向の上端から車両幅方向に沿って車室内側へ延びる延出部８６Ｂとを有する。

縦壁部８６Ａ及び延出部８６Ｂには、それぞれ車室内側へ膨出された断面矩形状の１条の突条部８６Ｃと、突条部８６Ｃの車両前後方向の前側及び後側で車室内側に開口した２本の溝部８６Ｄとが形成されている。また、縦壁部８６Ａ及び延出部８６Ｂには、溝部８６Ｄの車両前後方向の前端及び後端から車両前後方向の前側及び後側へ張り出された板状のフランジ部８６Ｅが形成されている。延出部８６Ｂのフランジ部８６Ｅには、車両上下方向に貫通した貫通孔８６Ｆが形成されている。なお、溝部８６Ｄの車室内側から見た底部に相当する板状の部位を被締結部８６Ｇと称する。

図１０に示すように、縦壁部８６Ａにおける被締結部８６Ｇには、車両幅方向に貫通した貫通孔８６Ｈが形成されている。また、延出部８６Ｂにおける被締結部８６Ｇには、車両上下方向に貫通した貫通孔８６Ｉ、８６Ｊが、車両幅方向に間隔をあけて形成されている。なお、被締結部８６Ｇにおける車室１３の中央に近い側に貫通孔８６Ｉが形成され、中央から遠い側に貫通孔８６Ｊが形成されている。

（第２ブラケット）
図８に示すように、第２ブラケット８８は、底部８８Ａと、第１側部８８Ｂと、平坦部８８Ｃと、第２側部８８Ｄと、第１フランジ部８８Ｅと、第２フランジ部８８Ｆとが一体化された部材である。なお、図８及び図９では、各部材がボルトで締結（結合）される前の状態が示されている。

底部８８Ａは、車両幅方向及び車両前後方向に広がる矩形の板状部であり、センタフレーム８４の平坦部８４Ｃ上に載置可能な大きさとされている。また、図１０に示すように、底部８８Ａには、車両上下方向に貫通する貫通孔８８Ｉが形成されている。さらに、底部８８Ａにおける貫通孔８８Ｉの周縁で、且つ車両上下方向の上側の部位には、ウェルドナット９８が形成されている。

第１側部８８Ｂは、底部８８Ａにおける車両幅方向の内側の端部から車両上下方向に沿って上側へ延びる矩形の板状部である。平坦部８８Ｃは、第１側部８８Ｂの車両上下方向の上端から車両幅方向の内側へ延びる矩形板状の部位である。また、平坦部８８Ｃの車両幅方向の長さは、底部８８Ａの車両幅方向の長さよりも短くなっている。

図８に示すように、第２側部８８Ｄは、底部８８Ａ、第１側部８８Ｂ、及び平坦部８８Ｃに対して、車両前後方向の前側端部及び後側端部でそれぞれ車両上下方向に沿って直立する板状部である。

図９に示すように、第１フランジ部８８Ｅは、第２側部８８Ｄ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へ張り出された板状部である。また、第１フランジ部８８Ｅには、車両上下方向に貫通した貫通孔８８Ｇが形成されている。さらに、第１フランジ部８８Ｅの車両上下方向の位置は、平坦部８４Ｃの車両上下方向の位置よりも高い位置にある。

第２フランジ部８８Ｆは、第２側部８８Ｄの車両上下方向の上部で、且つ第１フランジ部８８Ｅの車両幅方向の外側の端部から車両幅方向の外側に斜め下方へ延びる板状の傾斜部である。また、第２フランジ部８８Ｆには、車両上下方向に貫通した貫通孔８８Ｈが形成されている。

なお、底部８８Ａの車両幅方向の外側の端部及び平坦部８８Ｃの車両幅方向の内側の端部には、車両上下方向に直立する側壁が無く、開放されている。

ここで、図１０に示すように、第１ブラケット８６における縦壁部８６Ａの被締結部８６Ｇは、ボルト９３がウェルドナット９１に締結されることで、ルーフサイドレールインナパネル５６に結合されている。また、第１ブラケット８６における延出部８６Ｂの被締結部８６Ｇは、ボルト９２がウェルドナット９８に締結され、ボルト９４がウェルドナット９６に締結されることで、センタフレーム８４及び第２ブラケット８８に結合されている。

さらに、第１ブラケット８６の貫通孔８６Ｆ（図８参照）と、センタフレーム８４の貫通孔８４Ｅ（図９参照）とに図示しないボルトが挿入され、ナットで締結されることで、フランジ部８６Ｅ（図８参照）とフランジ部８４Ｄ（図９参照）とが結合されている。加えて、図９に示すように、貫通孔８８Ｇと貫通孔８２Ｆ、貫通孔８８Ｈと貫通孔８２Ｈにそれぞれ図示しないボルトが挿入され、ナットで締結されることで、第２ブラケット８８とルーフＲ／Ｆ８２とが結合されている。

（車両上部構造の組み付け）
図８及び図９に示すように、車両上部構造８０の組み付けでは、貫通孔８８Ｇと貫通孔８２Ｆ、貫通孔８８Ｈと貫通孔８２Ｈにそれぞれ図示しないボルトを挿入し、ナットで締結することで、第２ブラケット８８の車両上下方向の上側にルーフＲ／Ｆ８２を結合する。続いて、図１０に示すように、貫通孔８６Ｊ及び車両幅方向の外側の貫通孔８４Ｆにボルト９４を挿入し、ウェルドナット９６に仮締めすることで、第１ブラケット８６の車両上下方向の上側にセンタフレーム８４を仮結合する。

続いて、図１０に示すように、貫通孔８６Ｈと貫通孔５６Ｅにボルト９３を挿入し、ウェルドナット９１に締結することで、ルーフサイドレールインナパネル５６の車両幅方向の内側に第１ブラケット８６を結合する。続いて、センタフレーム８４の車両上下方向の上側に第２ブラケット８８を載せる。続いて、貫通孔８６Ｉ、車両幅方向の内側の貫通孔８４Ｆ、及び貫通孔８８Ｉに車両下方側からボルト９２を挿入し、ウェルドナット９８に締結する。さらに、仮締めしていたボルト９４を車両下方側からウェルドナット９６に締結することで、第１ブラケット８６の車両上下方向の上側にセンタフレーム８４を結合する。これにより、車両上部構造８０が形成される。

第１ブラケット８６はルーフサイドレール１８の車室内側と結合させたが、センタピラーインナパネルをルーフサイドレール１８と第１ブラケット８６との間まで延在させる等、別部材を介して第１ブラケット８６とルーフサイドレール１８とを結合させてもよい。即ち、「ルーフサイドレールの車室内側に結合されるブラケット」とは、ルーフサイドレール１８に直接的に結合される第１ブラケット８６に限らず、ルーフサイドレール１８の車室内側に別部材を介して間接的に結合される第１ブラケット８６を含む概念である。

＜作用並びに効果＞
次に、第２実施形態の車両上部構造８０の作用並びに効果について説明する。

図１０に示すように、側面衝突時に車両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２６からルーフサイドレール１８へ伝達された後、ルーフサイドレール１８に結合された第１ブラケット８６に入力される。

第１ブラケット８６に入力された荷重Ｆは、第１ブラケット８６からセンタフレーム８４及び第２ブラケット８８を介してルーフＲ／Ｆ８２に至る第１伝達経路に荷重Ｆ３として伝達される。また、第１ブラケット８６に入力された荷重Ｆは、第１ブラケットからセンタフレーム８４に至る第２伝達経路に荷重Ｆ４として伝達される。即ち、第１ブラケット８６に入力された荷重Ｆは、荷重Ｆ３と荷重Ｆ４とに分散されて効率良く伝達される。なお、荷重Ｆが入力された第１ブラケット８６、及び荷重Ｆ３が入力された第２ブラケット８８は、塑性変形等し、所定のエネルギー吸収作用をする。

このように、車両上部構造８０では、車両１０の車体側部へ入力された荷重Ｆが、反衝突方向における第１伝達経路の荷重Ｆ３と第２伝達経路の荷重Ｆ４とに分散されて伝達されることで、当該荷重Ｆが、車両上部１２の一部に局所集中することが抑制される。これにより、車両上部構造８０では、ルーフＲ／Ｆ８２のみをルーフサイドレール１８に結合した構造に比べて、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８０では、一対のセンタピラー２６間にルーフＲ／Ｆ８２及びセンタフレーム８４を配設している。このため、車両１０の車体側部に荷重Ｆが入力されたとき、センタピラー２６から第１ブラケット８６及び第２ブラケット８８を介して、ルーフＲ／Ｆ８２及びセンタフレーム８４に効率良く荷重Ｆ３、Ｆ４を伝達させることができる。この結果、センタピラー２６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。

さらに、車両上部構造８０では、ルーフサイドレール１８側から順に各部材の組み付けが行われるので、ルーフ側及びルーフサイドレール側から組み付ける構成に比べて、車両上部構造８０の組み付け性を向上させることができる。また、車両上部構造８０の組み付け性が向上することにより、車両上部構造８０の立て付け性も向上させることができる。

加えて、車両上部構造８０では、センタフレーム８４がサンルーフユニット３４の一部を構成するので、センタフレーム８４とサンルーフユニット３４が別々の構成に比べて、車両上部構造８０の部品数を減らすことができる。その他の作用については、第１実施形態と同様である。

なお、本実施形態では、車両上部構造８０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、レーザ溶接によってルーフサイドレール１８と第１ブラケット８６とを結合し、車両幅方向の他方側では、ボルト及びナットによってルーフサイドレール１８と第１ブラケット８６とを結合してもよい。

ルーフＲ／Ｆ４２、センタフレーム４４、及びブラケット４６は、センタピラー２６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されていてもよい。この場合、一例として、ブラケット４６を車両前後方向に拡幅しブラケット４６の一部をセンタピラー２６と車両前後方向でラップさせることで、センタピラー２６から入力される荷重の伝達効率を向上させてもよい。

ルーフＲ／Ｆ８２、センタフレーム８４、第１ブラケット８６、及び第２ブラケット８８は、センタピラー２６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されていてもよい。この場合、一例として、第１ブラケット８６及び第２ブラケット８８を車両前後方向に拡幅し、第１ブラケット８６及び第２ブラケット８８の一部をセンタピラー２６と車両前後方向でラップさせる。このようにして、センタピラー２６から入力される荷重の伝達効率を向上させてもよい。

以上、本発明の第１実施形態及び第２実施形態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
１４ ルーフパネル
１６ 開口部
１８ ルーフサイドレール
３４ サンルーフユニット
４０ 車両上部構造
４２ ルーフリインフォースメント
４２Ｆ 下面
４４ センタフレーム
４４Ｆ 上面
４６ ブラケット
８０ 車両上部構造
８２ ルーフリインフォースメント
８４ センタフレーム
８６ 第１ブラケット
８８ 第２ブラケット

Claims (4)

1. 車両前後方向に延在するルーフサイドレールと、
   前記ルーフサイドレール及び車両のルーフパネルよりも車室内側で車両幅方向に延在するルーフリインフォースメントと、
   前記ルーフリインフォースメントに対して車両上下方向の上側又は下側に配置され、車両幅方向に延在するセンタフレームと、
   前記ルーフサイドレールの車室内側、前記ルーフリインフォースメント、及び前記センタフレームに結合されるブラケットと、
   を有する車両上部構造。
2. 前記ブラケットは、前記ルーフリインフォースメント及び前記センタフレームのうち車両上下方向の下側に位置する方の上面と、前記ルーフリインフォースメント及び前記センタフレームのうち車両上下方向の上側に位置する方の下面とに結合される請求項１に記載の車両上部構造。
3. 前記ブラケットは、
   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及び前記センタフレームの一方とに結合される第１ブラケットと、
   前記ルーフリインフォースメント及び前記センタフレームに結合される第２ブラケットと、
   を有する請求項１又は請求項２に記載の車両上部構造。
4. 前記ルーフパネルに形成された開口部を開放及び閉止するサンルーフユニットが設けられ、
   前記センタフレームが、前記サンルーフユニットの一部を構成する請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の車両上部構造。

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