JP2008201195A

JP2008201195A - 車体構造

Info

Publication number: JP2008201195A
Application number: JP2007037575A
Authority: JP
Inventors: Daiki Tanoue; 大樹田之上
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2007-02-19
Filing date: 2007-02-19
Publication date: 2008-09-04

Abstract

【課題】車体側部に車両側方から荷重が入力された場合にセンタピラーが車室内側に移動する量を抑えることができる車体構造を得る。
【解決手段】ルーフクロスメンバ３０とルーフサイドレール２０とを連結するルーフサイドブラケット４０には、ルーフクロスメンバ３０の長手方向の端部３４Ａとの結合部５０よりも車幅方向内側に延長されてルーフクロスメンバロア３４と面接触する延長部４８が設けられている。これにより、車体側部１０Ｂに車両側方から所定値以上の荷重Ｆが入力された場合には、延長部４８がルーフクロスメンバロア３４に荷重Ｆの一部を支持させることで、ルーフサイドブラケット４０に作用する曲げモーメントに抗する。
【選択図】図３

Description

本発明は、車体上部の両サイドに車両前後方向に沿って延在する左右一対のルーフサイドレール間に車幅方向に沿ってルーフクロスメンバが配置され、これらのルーフサイドレールとルーフクロスメンバとが連結部材によって連結される車体構造に関する。

車体上部においては、ルーフクロスメンバ（ルーフレインフォースメント）とセンタピラーの上部との結合部に連結部材としてルーフコーナガセットを設けている場合がある（例えば、特許文献１参照）。このような構造では、例えば、ルーフコーナガセットは、一端側がセンタピラーの上部に対してルーフサイドレールインナを挟んでボルト締結され、他端側がルーフクロスメンバに対してボルト締結されている。

しかし、この従来構造では、車体側部に車両側方から荷重が入力された場合にルーフコーナガセットとルーフクロスメンバとの結合部における荷重負担が大きく、仮に該結合部から折れ曲がってしまうとセンタピラーの車室内側への移動量が大きくなってしまうことが懸念される。
特開平９−７６９３８号公報

本発明は、上記事実を考慮して、車体側部に車両側方から荷重が入力された場合にセンタピラーが車室内側に移動する量を抑えることができる車体構造を提供することを課題とする。

請求項１に記載する本発明の車体構造は、車体上部の両サイドに車両前後方向に沿って配置される左右一対のルーフサイドレールと、前記ルーフサイドレール間に車幅方向に沿って配置されるルーフクロスメンバと、前記ルーフクロスメンバの長手方向の端部と前記ルーフサイドレールとにそれぞれ結合されることによって当該ルーフクロスメンバと当該ルーフサイドレールとを連結する連結部材と、前記連結部材に設けられ、車体側部に車両側方から所定値以上の荷重が入力された場合に前記連結部材と前記ルーフクロスメンバの長手方向の端部との結合部よりも車幅方向内側で前記ルーフクロスメンバに前記荷重の一部を支持させることによって前記結合部を起点とした曲げ変形を抑制する変形抑制手段と、を有することを特徴とする。

請求項１に記載する本発明の車体構造によれば、車体上部の両サイドに配置されている左右一対のルーフサイドレール間にルーフクロスメンバが車幅方向に沿って配置されていると共に、連結部材がルーフクロスメンバとルーフサイドレールとを連結するので、車体側部に車両側方から荷重が入力された場合、その荷重はルーフサイドレールから連結部材を介してルーフクロスメンバに伝達される。

ここで、本発明では、連結部材に変形抑制手段を設けたので、車体側部に車両側方から所定値以上の荷重が入力された場合には、連結部材とルーフクロスメンバの長手方向の端部との結合部を起点とした曲げモーメントが作用しても、該結合部よりも車幅方向内側でルーフクロスメンバに荷重の一部が支持されることによって結合部を起点とした曲げ変形が抑制される。

請求項２に記載する本発明の車体構造は、請求項１記載の構成において、前記変形抑制手段が、前記連結部材において前記結合部よりも車幅方向内側に延長されて前記ルーフクロスメンバと面接触する延長部であることを特徴とする。

請求項２に記載する本発明の車体構造によれば、変形抑制手段が、連結部材において結合部よりも車幅方向内側に延長されてルーフクロスメンバと面接触する延長部であるので、車体側部に車両側方から所定値以上の荷重が入力された場合には、結合部よりも車幅方向内側にて延長部がルーフクロスメンバと面接触してルーフクロスメンバに荷重の一部を支持させることで、連結部材に作用する車幅方向内側への曲げモーメントに効果的に抗する。

請求項３に記載する本発明の車体構造は、請求項１又は請求項２に記載の構成において、前記連結部材には、前記結合部の車幅方向外側に略車両前後方向に沿った折れ部が形成されており、前記連結部材は、車体側部への車両側方からの荷重入力に対して前記結合部を起点とした曲げ変形荷重よりも低い荷重で前記折れ部を起点として曲げ変形するように強度設定がなされていることを特徴とする。

請求項３に記載する本発明の車体構造によれば、連結部材には結合部の車幅方向外側に略車両前後方向に沿った折れ部が形成され、車体側部への車両側方からの荷重入力に対して結合部を起点とした曲げ変形荷重よりも低い荷重で折れ部を起点として曲げ変形するように強度設定したので、車体側部に車両側方から所定値以上の荷重が入力された場合、連結部材は、結合部を起点とした曲げ変形が抑えられた状態で、結合部よりも車幅方向外側の折れ部を起点として曲げ変形する。

以上説明したように、本発明に係る請求項１に記載の車体構造によれば、車体側部に車両側方から荷重が入力された場合にセンタピラーが車室内側に移動する量を抑えることができるという優れた効果を有する。

請求項２に記載の車体構造によれば、車体側部に車両側方から荷重が入力された場合に延長部がルーフクロスメンバと面接触してルーフクロスメンバに荷重の一部を効率良く支持させることで結合部における荷重負担を効果的に抑えることができるという優れた効果を有する。

請求項３に記載の車体構造によれば、車体側部に車両側方から所定値以上の荷重が入力された場合に、初期荷重に対する曲げ変形の起点を確実に結合部よりも車幅方向外側にすることができるという優れた効果を有する。

（実施形態の構成）
本発明における車体構造の実施形態を図面に基づき説明する。なお、図中の矢印ＵＰは車両の上方向、矢印ＦＲは車両の前方向、矢印ＩＮは車幅方向内側をそれぞれ示す。

図１には、本実施形態に係る車体構造が適用された車両１０の外観が斜視図で示されている。図１に示されるように、車両１０は、スライドドア１４を備えたスライドドア構造を有する車両である。スライドドア１４は、フロントサイドドア１２の後方に配置されて上端前部１４Ａ、下端前部１４Ｂ、後端中央部１４Ｃの三箇所で車体側部１０Ｂに車両前後方向へスライド可能に支持されている。

図２には、本実施形態に係る車体構造（車体上部構造）の全体構成が上下に分解された状態の斜視図で示され、図３には、該車体構造の全体構成が図１の３−３線に沿った拡大断面図で示されている。図３に示されるように、車体上部１０Ａに配置されるルーフパネル１６の両サイドには、車両前後方向に沿って左右一対のルーフサイドレール２０が配置されている（図３では一方側のみを図示）。ルーフサイドレール２０は、車室内側に配置されるルーフサイドレールインナパネル２２と、車室外側に配置されるルーフサイドレールアウタパネル２４と、このルーフサイドレールアウタパネル２４の車両上方側に配置されるルーフサイドレールカバー２６と、を含んで形成されている。ルーフサイドレールインナパネル２２とルーフサイドレールアウタパネル２４とは、それぞれの両端フランジ部が接合されて閉断面構造を形成しており、また、ルーフサイドレールカバー２６とルーフサイドレールアウタパネル２４とは、ルーフサイドレールカバー２６の両端部がルーフサイドレールアウタパネル２４に接合されて閉断面構造を形成している。

ここで、一般に、ルーフサイドレール２０の閉断面の大きさは、図１に示されるスライドドア構造を有する車両１０のほうがスライドドア構造を有しない車両に比べて大きく設定されている。また、ルーフサイドレール２０（図３参照）は、後述するセンタピラー３６の車両後方側における近接位置にスライドドア１４の上部を収納するためのスライドドアポケット構造（戸袋構造、図示省略）を備えており、このスライドドアポケット構造を形成するために車幅方向内側へ膨出されている。

図３に示されるように、左右一対のルーフサイドレール２０間には、車幅方向に沿って長尺状のルーフクロスメンバ３０が配置されている。ルーフクロスメンバ３０は、ルーフパネル１６の車室内側に配設されて車両上下方向の上側に配置されるルーフクロスメンバアッパ３２と、車両上下方向の下側に配置されるルーフクロスメンバロア３４と、によって形成されている（図２参照）。

図３に示されるルーフサイドレール２０の下端部には、センタピラー３６の上端部が結合されている。図１に示されるように、センタピラー３６は、車体側部１０Ｂの車両前後方向の所定中間位置において車両上下方向に沿って配設されている。図３に示されるように、センタピラー３６は、車室内側に配置されるピラーインナパネル３８と、車室外側に配置されるピラーアウタパネル３９と、を含んで構成されており、ピラーインナパネル３８は、ルーフサイドレールインナパネル２２の下端部に結合され、ピラーアウタパネル３９は、ルーフサイドレールアウタパネル２４の下端部に結合されている。

また、ルーフサイドレール２０におけるルーフサイドレールカバー２６の車両上方側の面には、サイメンアウタ２８が結合されている。サイメンアウタ２８は、車幅方向の内側端部がルーフサイドレールカバー２６に結合されると共にルーフクロスメンバアッパ３２の車幅方向の外側端部を介してルーフパネル１６の車幅方向の外側端部と結合されている。

ルーフクロスメンバ３０とルーフサイドレール２０とは、連結部材としてのルーフサイドブラケット（ルーフコーナガセット）４０によって連結されている。ルーフサイドブラケット４０には、略車両前後方向に沿った折れ部４４が形成されている。すなわち、ルーフサイドブラケット４０は、車両正面視で車幅方向外側の端部が略車両下方側へ屈曲された屈曲板材とされ、折れ部４４から略車両下方側へ延設されて一般面が略車幅方向へ向けられた側板部４２と、折れ部４４から車幅方向内側へ延設されて一般面が略車両上下方向へ向けられた上板部４６と、を備えている。

図２に示されるように、側板部４２は、ルーフサイドレールインナパネル２２の車幅方向内側部分となる縦壁部２２Ａの車室内側の面にボルト５２で締結（結合）されており、また、上板部４６は、ルーフクロスメンバロア３４における長手方向の端部３４Ａの下面にボルト５４で締結（結合）されている。なお、このようなルーフクロスメンバ３０及びルーフサイドレール２０の締結構造におけるボルト締結線を一点鎖線で示し、上板部４６とルーフクロスメンバロア３４の長手方向の端部３４Ａとのボルト５４による結合部を符号５０で示す。

ルーフサイドブラケット４０における上板部４６は、ルーフクロスメンバロア３４との結合部５０よりも車幅方向内側に延長されてルーフクロスメンバロア３４（ルーフクロスメンバ３０）の下面と面接触する変形抑制手段としての延長部４８を含んでいる（余肉部分の形成）。延長部４８は、図１に示される車体側部１０Ｂ（例えば、センタピラー３６）に車両側方から所定値以上の荷重Ｆが入力された場合、すなわち、車両１０が側面衝突を受けた場合に、図２に示されるルーフサイドブラケット４０とルーフクロスメンバロア３４の長手方向の端部３４Ａとの結合部５０よりも車幅方向内側でルーフクロスメンバロア３４（ルーフクロスメンバ３０）に荷重Ｆ（図１参照）の一部を支持させることによって結合部５０を起点とした曲げ変形を抑制するように配設されている。

また、図２及び図３に示されるルーフサイドブラケット４０の折れ部４４は、結合部５０の車幅方向外側に形成されており、ルーフサイドブラケット４０は、車体側部１０Ｂ（図３参照）への車両側方からの荷重Ｆ入力に対して結合部５０を起点とした曲げ変形荷重よりも低い荷重で折れ部４４を起点として曲げ変形するように強度設定がなされている（図４参照）。

（実施形態の作用・効果）
次に、上記実施形態の作用及び効果について説明する。

図３に一方側のみを図示する左右一対のルーフサイドレール２０間にルーフクロスメンバ３０が車幅方向に沿って配置されていると共に、ルーフサイドブラケット４０がルーフクロスメンバ３０とルーフサイドレール２０とを連結するので、図１に示される車体側部１０Ｂに車両側方から荷重Ｆが入力された場合、すなわち、車両１０の側面衝突時に、その荷重Ｆは、図３に示されるセンタピラー３６からルーフサイドレール２０へ伝達された後、ルーフサイドレール２０からルーフサイドブラケット４０を介してルーフクロスメンバ３０に伝達される。このとき、一般に、センタピラー３６が変形すると、センタピラー３６の上部を含む車体上部には、車室内側へ向けてかつ略車両下方側へ引き込むような力（荷重Ｆの分力）が作用する。

ここで、本実施形態では、ルーフサイドブラケット４０に延長部４８を設けたので、車体側部１０Ｂに車両側方から所定値以上の荷重Ｆが入力された場合には、ルーフサイドブラケット４０とルーフクロスメンバ３０の長手方向の端部３４Ａとの結合部５０を起点（回転中心）としてルーフサイドブラケット４０とルーフサイドレール２０とを車室内側へ回転移動させようとする曲げモーメントが作用しても、延長部４８が反力受け部としてルーフクロスメンバ３０から反力を得ることによって、換言すれば、結合部５０よりも車幅方向内側でルーフクロスメンバ３０に荷重Ｆの一部が支持されることによって、結合部５０を起点とした曲げ変形が抑制される。このため、ルーフサイドブラケット４０及びルーフサイドレール２０の車室内側への回転移動、ひいてはセンタピラー３６の車室内側への移動が抑えられる。

すなわち、延長部４８がルーフサイドブラケット４０において結合部５０よりも車幅方向内側に延長されてルーフクロスメンバロア３４（ルーフクロスメンバ３０）と面接触するので、車体側部１０Ｂに車両側方から所定値以上の荷重Ｆが入力された場合には、結合部５０よりも車幅方向内側にて延長部４８がルーフクロスメンバロア３４と面接触してルーフクロスメンバロア３４に荷重Ｆの一部を支持させることで、ルーフサイドブラケット４０に作用する車幅方向内側への曲げモーメントに効果的に抗する。

また、ルーフサイドブラケット４０には結合部５０の車幅方向外側に略車両前後方向に沿った折れ部４４が形成され、車体側部１０Ｂへの車両側方からの荷重Ｆ入力に対して結合部５０を起点とした曲げ変形荷重よりも低い荷重で折れ部４４を起点として曲げ変形するように強度設定したので、車体側部１０Ｂに車両側方から所定値以上の荷重Ｆが入力された場合、図４に示されるように、ルーフサイドブラケット４０は、結合部５０を起点とした曲げ変形が抑えられた状態で、結合部５０よりも車幅方向外側の折れ部４４を起点として曲げ変形する。

以上説明したように、本実施形態の車体構造によれば、車体側部１０Ｂに車両側方から荷重Ｆが入力された場合に、延長部４８がルーフクロスメンバロア３４と面接触してルーフクロスメンバロア３４に荷重Ｆの一部を効率良く支持させることで結合部５０における荷重負担を効果的に抑えて結合部５０を支点とした曲げ変形を抑制することができる。また、入力された荷重Ｆが所定値以上の場合、初期荷重に対する曲げ変形の起点を確実に結合部５０よりも車幅方向外側の折れ部４４にすることができる。その結果として、センタピラー３６が車室内側に移動する量を抑えることができる。

なお、スライドドア構造を有する車両１０（図１参照）では、前述の通り、スライドドア構造を有しない車両に比べて、ルーフサイドレール２０の閉断面が大きく設定されているため、該閉断面の図心位置と結合部５０との距離が長く、ひいては、側面衝突時のモーメントアーム長が長くなっているので、一般に側面衝突時におけるセンタピラー３６の車室内側への移動量を抑える必要性が高くなるが、本実施形態では、該移動量を効果的に抑えることができる。

（実施形態の補足説明）
なお、上記実施形態では、連結部材としてのルーフサイドブラケット４０は、ルーフクロスメンバロア３４の下面に結合されているが、例えば、ルーフクロスメンバとルーフサイドレールとを連結するブレース（連結部材）が、ルーフクロスメンバロア（３４）における長手方向の端部の上面にボルトで締結（結合）されると共に、該ブレースにおいてそのボルト締結部（結合部）よりも車幅方向内側部分にルーフクロスメンバアッパ（３２）側へ向けて延設された延設部（変形抑制手段）を設け、該延設部の先端部がルーフクロスメンバアッパ（３２）に当接して側面衝突時における反力受け部として機能する構成等のような他の構成としてもよい。

また、上記実施形態では、変形抑制手段としての延長部４８が、ルーフサイドブラケット４０において結合部５０よりも車幅方向内側に延長されてルーフクロスメンバロア３４と面接触しているが、変形抑制手段は、連結部材にて結合部の車両前後方向に延設されると共にその先端部が車幅方向内側へ屈曲された延出部等のような他の変形抑制手段であってもよく、このような他の変形抑制手段が車体側部に車両側方から所定値以上の荷重が入力された場合に連結部材とルーフクロスメンバの長手方向の端部との結合部よりも車幅方向内側でルーフクロスメンバに荷重の一部を支持させることによって結合部を起点とした曲げ変形を抑制してもよい。

さらに、上記実施形態では、連結部材としてのルーフサイドブラケット４０には、結合部５０の車幅方向外側に略車両前後方向に沿った折れ部４４が形成されているが、連結部材は、例えば、車両正面視で大径の円弧形状等のような他の形状に形成されてもよい。

さらにまた、上記実施形態では、本発明における車体構造が、スライドドア構造を有する車両１０(図１参照）に適用されているが、本発明における車体構造は、スライドドア構造を有しない車両に適用されてもよい。

本発明の実施形態に係る車体構造が適用された車両を示す車両斜め前方から見た斜視図である。本発明の実施形態に係る車体構造の全体構成を上下に分解した状態で示す斜視図である。本発明の実施形態に係る車体構造の全体構成を図１の３−３線に沿った切断面で示す拡大断面図である（側面衝突前の状態で示す）。本発明の実施形態に係る車体構造を側面衝突後の状態で示す拡大断面図である。

符号の説明

１０Ａ車体上部
１０Ｂ車体側部
２０ルーフサイドレール
３０ルーフクロスメンバ
３４Ａ長手方向の端部
４０ルーフサイドブラケット（連結部材）
４４折れ部
４８延長部（変形抑制手段）
５０結合部
Ｆ荷重

Claims

車体上部の両サイドに車両前後方向に沿って配置される左右一対のルーフサイドレールと、
前記ルーフサイドレール間に車幅方向に沿って配置されるルーフクロスメンバと、
前記ルーフクロスメンバの長手方向の端部と前記ルーフサイドレールとにそれぞれ結合されることによって当該ルーフクロスメンバと当該ルーフサイドレールとを連結する連結部材と、
前記連結部材に設けられ、車体側部に車両側方から所定値以上の荷重が入力された場合に前記連結部材と前記ルーフクロスメンバの長手方向の端部との結合部よりも車幅方向内側で前記ルーフクロスメンバに前記荷重の一部を支持させることによって前記結合部を起点とした曲げ変形を抑制する変形抑制手段と、
を有することを特徴とする車体構造。
前記変形抑制手段が、前記連結部材において前記結合部よりも車幅方向内側に延長されて前記ルーフクロスメンバと面接触する延長部であることを特徴とする請求項１記載の車体構造。
前記連結部材には、前記結合部の車幅方向外側に略車両前後方向に沿った折れ部が形成されており、前記連結部材は、車体側部への車両側方からの荷重入力に対して前記結合部を起点とした曲げ変形荷重よりも低い荷重で前記折れ部を起点として曲げ変形するように強度設定がなされていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車体構造。